CZ20001724A3 - Způsob formování signálu pro satelitní systém přímého rádiového vysílání - Google Patents

Abstract

Satelitní systém (10) přímého rádiového vysílání sestavuje bity vysílacích programů do primárních přírůstků, z nichž se sestaví do rámce. Rámce se rozdělí do symbolů, které se demultiplexují do střídajících se primárních kanálů. Primární kanály se demultiplexují na odpovídající počet vysílacích fřekcencí pro přenos k satelitu (25). Užitečné zatížení satelitu symboly přepíná do časově multiplexovaných datových proudů, Přijímače (29) zpracují TDM proudy pomocí řídících záhlaví služby, která tam byla vložena ve vysílacích stanicích. Řídící záhlaví služby usnadňuje přenos různých složek služby v rámcích vysílacích kanálů, přidružování jednoho nebo více sekundárních vysílacích kanálů primárnímu vysílacími kanálu, které se může lišit rámec od rámce, a přenos multirámcových bitových proudů nebo pomocných dat nezávisle na službě v sousedících i nesousedících rámcích, prostřednictvím vysílacího kanálu.

Description

Si^aáinx. prot oko lý pro vysílání satelitní systém přímého rádiového

Oblast techniky

Vynález se týká satelitních vysílacích systémů a elektromagnetické vlny pro přenos signálu, které usnadní formátování vysílacích dat a zpracování signálu v užitečném zatížení satelitu a vzdálených rádiových přijímačích.

Dosavadní stav techniky

Ve světě se v současné době nachází na 4 miliardy lidí, kteří mají důvod být nespokojeni s nedostatečnou kvalitou krátkovlnného rádiového vysílání, či nedostatečným pokrytím pozemními rádiovými vysílacími systémy pracujícími buď s amplitudovou (AM) nebo frekvenční modulací (FM). Tito lidé žijí především v Africe, Střední a Jižní Americe a v Asii. Vyvstává tedy potřeba přinést satelitní systém přímého rádiového vysílání, který bude přenášet signály, jako jsou zvuk, data a obrázky, k nenáročným uživatelským přijímačům.

Komerčním i vojenským účelům slouží v současné době značný počet satelitních komunikačních sítí. Stávající satelitní komunikační systémy však nebyly navrženy se zřetelem k poskytování pružného a ekonomického přístupu ke kosmickému segmentu mnoha nezávislým poskytovatelům vysílání, ani se zřetelem k potřebám koncového uživatele vybaveného nenáročným rádiovým přijímačem. Existuje tedy potřeba zajistit poskytovatelům služeb přímý přístup k satelitu s možností volby velikosti kosmického segmentu, kterou si mohou zaplatit. Existuje také potřeba přinést nenáročnou přijímací jednotku, která bude schopna přijímat časově multiplexované příchozí bitové proudy.

• · · ft • · • · . US-S87*..·

Podstata vynálezu

V prvním aspektu je vynálezem způsob formátování signálu pro vysílání ke vzdáleným přijímačům, v němž se vysílací služba, která má nejméně jednu složku (např. zvukový program, video, data, statické obrázky, vyhledávací signály (paging), testovací data, zprávy, panografické symboly, apod.), zkombinuje s řídicím záhlavím služby (SCH - Service control header) do rámce bitového proudu vysílacího kanálu. SCH dynamicky řídí příjem služby ve vzdálených přijímačích.

Podle dalšího aspektu vynálezu má služba celkovou bitovou přenosovou rychlost K bitů za sekundu, která je n násobkem minimální bitové rychlosti L bitů za sekundu (kbit/s). Perioda rámce je M sekund. Počet bitů služby v rámci jenxLxM = nxP bitů na rámec. SCH je η x Q bitů a počet bitů v rámci je η x (P+Q) . Například, služba má celkovou bitovou rychlost od 16 do 128 kbit/s či n násobek minimální bitové rychlosti 16 kbit/s, kde 1 < n < 8. Perioda rámce je 432 milisekund (ms). Počet bitů služby v rámci je n x 16 kbit/s x 432 ms, tj. η x 6912 bitů. SCH má η x 224 bitů a počet bitů v rámci je η x 7136.

ftPodle dalšího aspektu vynálezu se služba skládá z více složek. Bity jednotlivých složek služby se v každém rámci bitového proudu vysílacího kanálu navzájem prokládají.

Podle dalšího aspektu vynálezu jsou složkami služby celočíselné násobky minimální bitové rychlosti služby. V případě, že některá ze složek služby nemá bitovou rychlost dostatečnou k zaplnění každé prokládané části rámce, doplní se rámec bitového proudu vysílacího kanálu výplňovými bity (padding bits).

• · * · » » · · « ··· · · · · · · «· · .:. ..· ·..· :us-w..·

Podle dalšího aspektu vynálezu se služba a SCH, které odpovídají každému z prvního a druhého vysílacího kanálu, synchronizují pomocí nezávislých referenčních bitových rychlostí. Není nutné synchronizovat všechny vysílací kanály na jedinou referenční bitovou rychlost. Satelit je uspořádán tak, aby určoval a kompenzoval časové rozdíly mezi různými nezávislými referenčními bitovými rychlostmi vysílacích stanic a palubním časovačem satelitu.

Podle dalšího aspektu vynálezu se složka služby, kterou tvoří analogový signál, jako je například zvuk, komprimuje pomocí kódovacího schématu, jako MPEG (Motion Pictures Expert Group) kódovací schéma (tj. MPEG 1, MPEG 2 nebo MPEG 2.5), a zvolené vzorkovací frekvence (např. 8 kHz, 12 kHz, 16 kHz, 24 kHz, 32 kHz a 48 kHz) . Kompresi složky služby lze provádět pomocí MPEG 2.5, vrstva 3, kódovacího schématu.

Podle dalšího aspektu vynálezu se SCH skládá z množství polí, která se vyberou ze skupiny, kterou tvoří preambule udávající začátek rámce, ukazatel bitové rychlosti udávající bitovou rychlost dané služby, řídicí data šifrování, pole. pomocných dat, ukazatel obsahu pole pomocných dat, který se vztahuje k obsahu pole pomocných dat, data vztahující se k multirámcovým segmentům vysílaným v polích pomocných dat a data udávající počet složek služby, ze kterých se rámec skládá.

Podle dalšího aspektu vynálezu se jeden vysílací kanál může označit jako primární vysílací kanál a další vysílací kanály mohou přenášet sekundární služby, které souvisí s primárním vysílacím kanálem. Značně tím lze zvětšit šířku pásma vysílacího programu. V SCH každého rámce v každém vysílacím kanálu je zahrnuta informace, která vzdáleným přijímačům pomůže oddělit vysílací služby z primárního a sekundárních vysílacích kanálů. V přednostním provedení vynálezu se ukazatel obsahu pomocného pole opatří návěštím, které udává, zda pole pomocných dat přenáší primární nebo sekundární službu, a přidružený ukazatel služby zahrnuje jedinečný identifikační kód, který odpovídá dalšímu přidruženému vysílacímu kanálu. Pole pomocných dat se může od rámce k rámci měnit a přidružené vysílací kanály nemusí být v sousedících rámcích.

• ·*· · » • · ··« ·φ lus-3e»7*··*

Podle dalšího aspektu vynálezu se SCH může použít k řízení určitých funkcí rádiového přijímače, které vyžadují dlouhé bitové řetězce. Dlouhé bitové řetězce se přenáší v multirámcových segmentech. SCH zahrnuje startovací návěst, která udává, zda pomocné datové pole zahrnuje první segment nebo střední segment multirámcového přenosu. Řídicí záhlaví služby je také opatřeno polem posunutí a délky segmentu (SOLF - Segment Offset and Length Field), které udává, kolikátému z celkového počtu multirámcových segmentů aktuální segment odpovídá a slouží tudíž jako čítač. Jinak řečeno, SOLF se s každým středním multirámcovým segmentem zvýší o jednu, dokud se nedosáhne celkového počtu segmentů bez jedné. Multirámcové segmenty se nemusí nacházet v sousedících rámcích vysílacího kanálu. Navíc ukazatel obsahu pomocného pole obsahuje bity, které odpovídají návěští služby obsahu pole pomocných dat.

Podle dalšího aspektu vynálezu zahrnuje řídicí záhlaví služby pro každou složku služby v rámci vysilaoinú liďudiu pole řízení složek služby (SCCF - Service Component Control Field), které usnadňuje demultiplexování a dekódování složek služby v rádiových přijímačích. SCCF udává délku složky služby, typ složky služby (např. data, MPEG kódovaný zvuk, video atp.), zda je služba zašifrována či nikoliv, způsob šifrování, typ programu (např. hudba, řeč, atp.), ke kterému služba přísluší, a jazyk, ve kterém byl program připraven.

*

9 • ··· ···· *·· · · · · · · ·* ·

9 9 9 i 9 9 9

99 9US~38*7 ♦*

Podle dalšího aspektu zahrnuje SCH dynamické pole pomocných dat pro přenášení bytového proudy dynamického návěští, jako je text nebo obraz pro zobrazení na rádiových přijímačích. Bytový proud dynamického návěští se nevztahuje ke konkrétní službě. Rádiový přijímač tedy nemusí být kvůli příjmu bytového proudu dynamického návěští naladěn na konkrétní službu.

Přehled obrázků

Uvedené i další rysy a výhody vynálezu budou srozumitelnější z následujícího podrobného popisu doprovázeného přiloženými výkresy, na nichž:

Na obr. 1 je schéma satelitního systému přímého vysílání navrženého podle provedení vynálezu;

Na obr. 2 je vývojový diagram posloupnosti činností pro úplné zpracování signálu v systému dle obr. 1 podle provedení vynálezu;

Na obr. 3 je blokový diagram pozemní vysílací stanice navržené podle provedení vynálezu;

Na obr. 4 je schéma multíplexování ve vysílacím segmentu 25 podle provedení vynálezu;

Na obr. 5 je blokový diagram palubního zpracovacího zařízení satelitu podle provedení vynálezu;

Na obr. 6 je schéma procesů demultiplexování a demodulace na palubě satelitu podle provedení vynálezu;

Na obr. 7 je schéma procesu synchronizace přenosové rychlosti na palubě satelitu podle provedení vynálezu;

··· · · • « ·· * * « • · · · « •US-3®7

Na obr. 8 je schéma činností přepínání a časového multiplexování na palubě satelitu podle provedení vynálezu;

Na obr. 9 je blokový diagram rádiového přijímače pro použití v systému dle obr. 1 a navrženého podle provedení vynálezu;

Na obr. 10 je schéma činností synchronizace a demultiplexování v přijímači podle provedení vynálezu;

Na obr. 11 je schéma činností synchronizace a multiplexování pro obnovení kódovaných kanálů v přijímači podle provedení vynálezu;

Na obr. 12 je schéma systému pro správu satelitu a vysílacích stanic podle provedení vynálezu.

Na obr. 13 je blokový diagram vysílacího segmentu, 20 kosmického segmentu a rádiového segmentu systému navrženého podle provedení vynálezu;

Na obr. 14 je schéma prokládání složek služeb v periodě rámce ve vrstvě služeb systému navrženého podle provedení vynálezu;

Na nhr blokový diagram vrstvy služeb vysílacího segmentu systému navrženého podle provedení vynálezu;

Na obr. 16 je schéma generátoru pseudonáhodné posloupnosti pro náhodné šifrování vysílacího kanálu podle provedení vynálezu;

Na obr. 17 je blokový diagram vrstvy služeb rádiového 35 segmentu systému navrženého podle provedení vynálezu;

• · · · · » · * · · • · · · » · ··· * · • ·

Na obr. 18 je blokový diagram transportní vrstvy vysílacího segmentu systému navrženého podle provedení vynálezu;

• ··

US-3^7 ’*

Na obr. 19 je schéma rámce vysílacího kanálu ve vnější transportní vrstvě dle obr. 18 a rámce primárního kanálu ve vnitřní transportní vrstvě dle obr. 18;

Na obr. 20 je schéma prokládání symbolů v primárním kanálu podle provedení vynálezu;

Na obr. 21 je schéma Viterbi kodéru pro vysílací kanály použitého ve vnitřní transportní vrstvě vysílacího segmentu podle provedení vynálezu;

Na obr. 22 je schéma demultiplexování vysílacího kanálu do primárních kanálů podle provedení vynálezu;

Na obr. 23 je blokový diagram transportní vrstvy kosmického segmentu systému navrženého podle provedení vynálezu;

Na obr. 24 je schéma časového multiplexování příchozího signálu generovaného podle provedení vynálezu;

palubě satelitu podle provedení vynálezu;

Na obr. 26 je schéma řídicího slova časových úseků vloženého do časově multiplexovaného příchozího bitového proudu podle provedení vynálezu;

Na obr. 27 je schéma generátoru TDM rámců podle 35 provedení vynálezu; a ···“ :us-3erf· ··

Na obr. 28a a 28b jsou blokové diagramy transportní vrstvy rádiového segmentu v systému navrženém podle provedení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je zobrazeno schéma satelitního systému 10 rádiového vysílání podle vynálezu, který vysílá přes satelit 25 programy z množství různých vysílacích stanic 23a a 23b (dále označované pouze číslem 23) . Uživatelé mají k dispozici rádiové přijímače, na obr. 1 označené obecně číslem 29, které jsou navržené pro příjem jedné nebo více časově multiplexovaných (TDM - Time Division Multiplexed) nosných 27 v L-pásmu. Nosné 27 jsou modulované rychlostí 1.86 megasymbolů za sekundu (Msym/s) a odchází ze satelitu 25. Uživatelská rádia 29 jsou navržena pro demodulování a demultiplexování TDM nosných tak, aby se obnovily bity, které tvoří obsah digitální informace nebo program vyslaný po vysílacích kanálech z vysílací stanice 23. Podle provedení vynálezu jsou vysílací stanice 23 a satelit 25 uspořádány pro formátování odchozích (uplink) a příchozích (downlink) signálů tak, aby byl umožněn kvalitní příjem vysílacích programů i na relativně levných rádiových přijímačích. Rádiovým přijímačem může být mobilní jednotka 29a umístěná například v dopravním prostředku, přenosná jednotka 29b nebo zpracovací terminál 29c se zobrazovačem.

Ačkoliv je na obr. 1 pro názornost zobrazen pouze jediný satelit 25, zahrnuje systém 10 výhodně tři geostacionární satelity 25a, 25b a 25c (viz obr. 12), které pracují ve frekvenčním pásmu od 1467 až 1492 MHz, které bylo vyhrazeno pro vysílání digitálního zvuku (DAB - Digital Audio

Broadcast) pomocí satelitu (BSS - Broadcast Satellite

Service). Vysílací stanice 23 použijí pro vysílání napájecích i

* · ♦ · • ftft· · · • ftft • · ftft w w W W : :us«-38Í:

* ·· ftft odchozích spojení 21 s výhodou X-pásmo, které je ohraničeno frekvencemi 7050 a 7075 MHz. Každý satelit vysílá přednostně tři příchozí bodové paprsky 31a, 31b a 31c. Každý paprsek pokryje oblast o rozloze přibližně 14 milionů kilometrů čtverečních s výkonem na obrysu oblasti oproti středu paprsku nižším o 4 dB, a 28 milionů kilometrů čtverečních s výkonem na obrysu oblasti nižším o 8 dB. Pokud bude poměr zisk/teplota přijímače -13 dB/Κ, může být rezerva středu paprsku 14 dB.

Odchozí signály 21 generované vysílacími stanicemi 23 se modulují do kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích (FDMA - Frequency Division Multiple Access). Pozemní stanice 23 se přednostně nachází v oblasti přímé viditelnosti satelitu 25. Yaždá vysílací stanice 23 má s výhodou schopnost spojit se přímo sě satelitem 25 a do jediné nosné umístit jeden nebo vide primárních přírůstků 16 kbit/s. Využití FDMA kanálů pro odchozí vysílání umožňuje' značnou pružnost sdílení kosmického segmentu mnoha nezávislými vysílacími stanicemi 23 a významně snižuje příkon a tedy i provozní náklady stanic 23. Primární přírůstky (PRI - Prime Rate Increments) s rychlostí 16 kbit/s s výhodou tvoří v systému 10 základní stavební bloky Či elementární jednotky velikosti kanálu, které Se mohou pro dosažení větších přenosových rychlostí kombinovat. Například, PRI lze kombinovat do programových kanálů s rychlostmi až 128 kbit/s pro téměř CD kvalitu zvuku nebo i do multimediálních pořadů s obrazovými daty.

Konverze mezi odchozími FDMA kanály a příchozími, časově multiplexovanými, do nosné sloučenými (MCPC/TDM - Multiple Channel Per Carrier, Time Division Multiplex) kanály probíhá na palubě satelitu 25 na úrovni základního pásma. Jak bude podrobněji vysvětleno dále, primární kanály vyslané vysílací stanicí 23 se v satelitu 25 demultiplexuji do jednotlivých 16 • · v · · • * · * * * • « · · · 'US-3V7 ” kbit/s signálů v základním pásmu. Jednotlivé kanály se poté směrují k jednomu nebo více příchozím paprskům 31a, 31b a

31c, který je každý jediným TDM proudem s jedinou nosnou. Toto zpracování na úrovni základního pásma umožňuje značný stupeň kontroly nad přiřazováním frekvencí odchozím spojům a směrováním kanálů mezi FDMA odchozími a TDM příchozími signály.

Úplné (end-to-end) zpracování signálu, tak jak jej 10 provádí systém 10, je zobrazeno na obr. 2. Prvky systému, které provádí jednotlivé kroky úplného zpracování signálu, jsou popsány dále s odkazy na obr. 3 až 11. Zvukové signály ze zdroje zvuku se, například ve vysílací stanici 23, s výhodou převedou do digitální podoby pomocí kódování MPEG

2.5, vrstva 3 (blok 26) . Digitální informace sestavená provozovatelem vysílání ve vysílací stanici 23 se s výhodou naformátuje do ”n 16 kbit/s přírůstků či PRI, kde n je počet PRI zakoupených provozovatelem vysílání (tzn. η x 16 kbit/s). Dále se digitální informace naformátuje do rámce vysílacího kanálu s řídicím záhlavím služby (SCH - Service Control Header) (blok 28), které bude podrobně popsáno níže.

Periodický rámec v systému 10 má s výhodou periodu trvání 432 milisekund (ms). Každému rámci je s výhodou přiřazeno η x 224 bitů pro SCH, takže výsledná bitová přenosová rychlost je přibližně η x 16.519 kbit/s. Každý rámec se poté zašifruje přičtením pseudo-náhodného bitového proudu k SCH. Šifrování dovoluje klíč ovládání šifrovacího vzoru. Bity v rámci se poté pro ochranu dopřednou korekcí chyb (FEC - Forward Error Correction) zakódují, přednostně pomocí dvou zřetězených kódovacích metod, například Reed Solomon kódováním, po kterém následuje prokládání a konvoluční kódování (například Trellis konvoluční kódování popsané Viterbim) (blok 30) . Zakódované bity ve všech rámcích příslušných všem PRI se následně rozdělí či demultiplexují do n paralelních primárních kanálů (PRC - Prime Rate Channel) (blok 32). Kvůli možnosti obnovení

US-3&7 ··

PRC se přidá PRC synchronizační záhlaví. Každý z n PRC se dále diferenciálně zakóduje a poté namoduluje, například klíčováním kvadraturní fázovým posunem (QPSK - Quadrature

Phase Shift Keying modulation) , na mezifrekvenční (IF) nosnou frekvenci (blok 34). N PRC IF nosných frekvencí, které tvoří vysílací kanál vysílací stanice 23, se, jak ukazuje šipka 36, převede do X-pásma pro vysílání k satelitu 25.

to • tototo · * · to to * · • •to ·· ·· • · * to

Nosné od vysílací stanice 23 nesou každá jediný kanál a vícenásobný přístup je zajištěn oddělením frekvencí jednotlivých nosných (SCPC/FDMA - Single Channel Per Carrier/ Frequency Division Multiple Access). Na palubě každého satelitu 25 se SCPC/FDMA nosné přijmou, demultiplexuji a demodulují tak, aby se obnovily původní PRC kanály (blok 38).

PRC digitální kanály v základním pásmu obnovené satelitem 25 se zpracují funkcí vyrovnání přenosové rychlosti (rate alignment), čímž se vykompenzují rozdíly mezi palubními hodinami satelitu a časováním PRC nosných přijatých satelitem (blok 40) . Demultiplexované a demodulované digitální proudy získané z PRC se přes směrovací a přepínací prvky přivedou k prvkům sestavení TDM rámce. PRC digitální proudy od demultiplexovacího a demodulačního zařízení na palubě satelitu 25 se směrují k prvkům sestavení TDMA rámce na základě pokynů přepínací jednotky na palubě satelitu, která je řízena z pozemní stanice přes řídicí spoj (např. z řídicího centra 236 satelitu (viz obr. 12) pro každou oblast). Vytvoří se tři TDM nosné, která každá odpovídá jednomu ze tří odchozích satelitních paprsků 31a, 31b a 31c (blok 42) . Tři TDM nosné se po QPSK modulaci převedou, jak ukazuje šipka 44, na frekvence L-pásma. Rádiové přijímače 29 jsou uzpůsobeny přijímat libovolnou ze tří TDM nosných a přijatou nosnou demodulovat (blok 46) . Rádiové přijímače 29 jsou navrženy pro synchronizaci TDM bitového . proudu pomocí hlavní preambule rámce vložené do proudu během zpracování na palubě satelitu (blok £8). PRC se z TDM rámce demultiplexují φ · · · · Φ Φ Φ • ·ΦΦ φ φ φ * · φ φ φ φ φ φ φ · φ φφφφ

ΦΦΦ · ♦· φ ΦΦ ΦΦ

US-387 pomocí řídicího kanálu časových úseků (TSCC - Time Slot

Control Channel) . Digitální proudy se poté opětovně namultiplexují do FEC kódovaného PRC formátu popsaného výše v souvislosti s blokem 30 (blok 50) . FEC zpracování s výhodou zahrnuje dekódování pomocí Viterbi trellis dekodéru, odstranění prokládání a Reed Solomon dekódování. Obnoví se tak původní vysílací kanál, který se skládá z η x 16 kbit/s kanálů a SCH. Ν x 16 kbit/s segment vysílacího kanálu se přivede k MPEG 2.5, vrstva 3, dekodéru pro převedení zpět do zvukového signálu. Podle vynálezu je zvukový výstup k dispozici i přes velmi levné rádiové přijímače 29 a to díky zpracování a TDM formátování, které byly popsány výše v souvislosti s vysílací stanicí 23 a satelitem 25 (blok 52).

Multiplexování a modulace odchozího vysílání

Nyní bude dle obr. 3 popsáno zpracování signálu pro převod datových proudů z jedné nebo více vysílacích stanic 23 do paralelních proudů pro vysílání k satelitu 25. Pro ilustraci jsou zobrazeny čtyři zdroje 60, 64, 68 a 72 programových informací. Dva zdroje 60 a 64, nebo 68 a 72, jsou kódovány a vysílány dohromady jako součásti jediného pořadu nebo služby. Popsáno bude kódování programu, který se skládá ze dvou zvukových zdrojů 60 a 64. Zpracování signálu programu, který tvoří digitální informace ze zdrojů 68 a 72, je identické.

Jak je uvedeno výše, vysílací stanice 23 sestavují informace z jednoho nebo více zdrojů 60 a 64 pro konkrétní program do vysílacích kanálů charakterizovaných přírůstky 16 kbit/s. Tyto přírůstky se nazývají primární přírůstky či PRI (Prime Rate Increments). Tedy, rychlost, se kterou vysílací kanál bity přenáší, je η x 16 kbit/s, kde n je počet PRI užitý oním konkrétním provozovatelem vysílání. Dále, každý z kbit/s PRI se může dále rozdělit do dvou 8 kbit/s • · · • · · • · ·· • t · • ·»· * * · • · · · · · ·· ·»

US-3£?· segmentů, které se v systému 10 směrují a přepínají společně. Segmenty umožňují přenášet dvě rozdílné služby v jediném PRI, například datový proud s nízkobitovým řečovým signálem nebo dva nízkobitové řečové kanály ve dvou různých jazycích, apod.

Počet PRI je s výhodou dán předem, tzn. nastaven podle kódu programu. Počet n však není dán fyzikálními omezeními systému 10. Hodnota n obecně závisí na komerčních podmínkách, jako je cena jednoho vysílacího kanálu a ochotě provozovatelů vysílání za něj zaplatit. Na obr. 3 je n pro první vysílací kanál 59 pro zdroje 60 a 64 rovno čtyřem. Hodnota n pro vysílací kanál 67 pro zdroje 68 a 72 je v zobrazeném provedení šest.

Jak je ukázáno na obr. 3, k jedné vysílací stanici 23 může přistupovat více provozovatelů vysílání. Například, první provozovatel vysílání generuje vysílací kanál 59 a druhý provozovatel vysílání může generovat vysílací kanál 67. Zpracování signálu podle vynálezu popsané v této přihlášce dovoluje, aby se datové proudy od několika provozovatelů vysílání vysílaly k satelitu v paralelních proudech. To provozovatelům vysílání značně snižuje náklady na vysílání a maximalizuje využití kosmického segmentu. Maximalizací účinnosti využívání kosmického segmentu lze stavbu vysílacích stanic 23 pořídit levněji s použitím součástí s menší spotřebou energie. Například, anténou vysílací stanice 23 může být VSÁT (Věry Smáli Apertuře Terminál) anténa. Užitečné zatíženi na palubě satelitu vyžaduje méně paměti, menši zpracovací kapacitu a tedy menší napájecí . zdroje, čímž se značně sníží hmotnost užitečného zatížení.

Vysílací kanály 59 a 67 se vyznačují rámcem 100, který má periodu trvání 432 ms (viz obr. 4). Tato perioda trvání se vybere tak, aby se, jak bude popsáno níže, usnadnilo použití

MPEG zdrojového kodéru; rozumí se však, že rámec, s nímž systém 10 pracuje, lze nastavit na jinou předem definovanou • »* *♦ · ·* « «ν »*» · · ·

hodnotu. Pokud je perioda trvání 432 ms, požaduje každý 16 kbit/s PRI 16000 x 0.432 sec = 6912 bitů na rámec. Jak je ukázáno na obr. 4, vysílací kanál se tedy skládá z počtu n těchto 16 kbit/s PRI, které jsou přenášeny jako skupina v rámci 100. Jak bude popsáno dále, tyto bity se kvůli snadnější demodulaci v rádiových přijímačích 29 šifrují (scrambling). Toto šifrování je také mechanismem, jak vysílání zašifrovat jako volbu provozovatele vysílání. Každému rámci 100 je přiřazeno η x 224 bitů, které odpovídají řídicímu záhlaví služby (SCH - Service Control Header), takže celkově se v rámci přenáší η x 7136 bitů s bitovou přenosovou rychlostí η x (16518 + 14/27) bitů za sekundu. Úkolem SCH je přenášet data potřebná, mimo jiné, pro řízení příjmových režimů pro různé multimediální služby, pro zobrazování dat nebo obrazů, předávat klíče pro dešifrování nebo informace určené konkrétnímu přijímači, ke každému z rádiových přijímačů 29 naladěných na vysílací kanál 59 nebo 67.

Zdroje 60 a 64 (viz obr. 3) se kódují pomocí MPEG 2.5, vrstva 3, kodérů 62 a 6J6. Oba zdroje se následně sečtou v součtovém členu 76 a zpracují, jak je naznačeno zpracovacím modulem 78 na obr. 3, v procesoru vysílací stanice 23 do kódovaných signálů v periodických rámcích 432 ms, tj. η x 7136 bitů/rámec včetně SCH. Bloky naznačené ve vysílací stanici na obr. 3 odpovídají naprogramovaným modulům vykonávaným procesorem a přidruženým hardware, jako jsou digitální paměť a kodéry. Bity rámce 100 se následně ve dvou po sobě jdoucích (zřetězených) metodách zakódují pro FEC ochranu pomocí softwaru digitálního zpracování signálu (DSP 30 Digital Signál Processing), zákaznických integrovaných obvodů (ASIC - Application Specific Integrated Circuit) a zákaznických rozsáhlých (LSI - Large Scale Integration) čipů.

První je Reed Solomon kodér 80a, který na každých 223 do kodéru vstupujících bitů vytváří 255 bitů na výstupu. Bity v rámci 100 se poté přerovnají podle známého prokládacího ’ · φ * · * · · • · · ·

F

F • 1 ·♦ • •β * ·

TJS-337 schématu (blok 80b). Prokládací kódování poskytuje další ochranu proti náhodným chybovým shlukům, ke kterým v přenosu dochází, protože podle této metody se poškozené bity rozdělí do několika kanálů. Dalším ve zpracovacím modulu 80 je

Viterbi kodér 80c, který provádí známé schéma konvolučního kódování s omezující délkou 7. Viterbi kodér 8Qc vytváří dva výstupní bity pro každý bit vstupní, takže z každého přírůstku 6912 bit/rámec zpracovaného ve vysílacím kanálu 59 vznikne 16320 FEC-kódovaných bitů na rámec. Tedy, každý FEC10 kódovaný vysílací kanál (např. kanál 59 nebo 67) zahrnuje η x 16320 bitů informace, která byla zakódována, přerovnána a znovu zakódována, takže originální vyslaný 16 kbit/s PRI je k nerozeznání. FEC-kódované bity jsou však zorganizovány na základě původní struktury 432 ms rámce. Celkový stupeň kódování pro ochranu před chybami je (255/223) x 2 =

2+64/223.

W x 16320 bitů FEC-kódovaného rámce vysílacího kanálu se následně rozdělí nebo demultiplexuje v kanálovém distributoru

82 do n paralelních primárních kanálů (PRC), který každý přenáší 16320 bitů v podobě 8160 dvoubitových symbolů. Tento proces je dále znázorněn na obr. 4. Je zobrazen vysílací kanál 59, který je charakterizován 432 ms rámcem 100, který má SCH 102. Zbývající část 104 rámce se skládá z n 16 kbit/s

PRI, což odpovídá 6912 bit/rámec pro každý z n PRI. FEC kódovaný vysílací kanál 106 vznikl průchodem modulem 80 dle obr. 3, v němž byl podroben zřetězenému kódování Reed Soiomon 255/233, prokládání a FEC 1/2 konvolučnímu kódování popsaným výše v souvislosti s modulem 80. Jak je uvedeno výše, FEC kódovaný rámec vysílacího kanálu 106 se skládá z η x 16320 bitů, které odpovídají 8160 sadám dvoubitových symbolů, kde každý symbol je pro názornost označen referenčním číslem 108.

Podle vynálezu se symboly přiřazují napříč PRC 110 způsobem, který je ukázán na obr. 4.

« · · · « • * · •» ·# «·· a « · · •lJS-^87

Tedy, symboly se v PRC přenáší v různých časech a frekvencích, což dále redukuje možnost vzniku chyb v rádiových přijímačích vzniklých interferencemi v průběhu přenosu. Provozovatel vysílání po kanálu 59 si pro účely tohoto popisu koupil čtyři PRC a provozovatel vysílání po kanálu 67 si pro účely tohoto popisu koupil PRC šest. Na obr. 4 je zobrazen první vysílací kanál 59 a přiřazení symbolů 114 napříč n = 4 PRC 110a, 110b, 110c a HOd. Pro usnadnění obnovy každého z dvoubitové sady symbolů 114 v přijímači se na začátek každého PRC vloží synchronizační záhlaví nebo preambule 112a, 112b, 112c a 112d. PRC synchronizační záhlaví (dále označované společným odkazem 112) obsahuje 48 symbolů. PRC synchronizační záhlaví 112 se vloží na začátek každé skupiny 8160 symbolů, celkový počet symbolů v 432 ms rámci se tak zvýší na 8208 symbolů. Přenosová rychlost se tak zvýší na 8208/0.432, tj. 19 000 symbolů za sekundu ( 19 ksym/s) pro každý PRC 110. PRC preambule 112 o velikosti 48 symbolů se použije v podstatě pro synchronizaci PRC časovače rádiového přijímače tak, aby se umožnila obnova symbolů z příchozího satelitního signálu 27. V palubním procesoru 116 se PRC preambule použije k vyrovnání rozdílů v časování mezi přenosovou rychlostí symbolů odchozích signálů a přenosovou rychlostí, se kterou se na palubě satelitu signály přepínají a sestavují do příchozích TDM spojení. Děje se to buď přičtením symbolu k preambuli, odečtením symbolu z preambule nebo ponecháním preambule v původním stavu. Tímto postupem se

............ « w. _Λ-s.- 3 — rsTtf-i

Naoua yi_ ccuiljuli j_c symbolech v procesu vyrovnání přenosové rychlosti na palubě satelitu. Tedy, PRC preambule přenášené po TDM příchozích spojeních mají podle rozhodnutí procesu vyrovnání rychlosti 47, 48 nebo 49 symbolů. Jak je ukázáno na obr. 4, symboly 114 se po sobě jdoucím PRC přiřazují postupně tak, že symbol 1 se přiřadí

PRC	110a,	symbol	2 se přiřadí PRC 110b,	symbol	3 se	přiřadí
PRC	110c,	symbol	4 se přiřadí PRC HOd,	symbol	5 se	přiřadí
35 PRC	IlOe,	atd.	Tento PRC demultiplexační proces	provádí

• · · · · · <

• · * ft · · 1 •0S-<387 ·· ’· jej představuje procesor ve vysílací stanici 23 a na obr.

modul 82 kanálového distributoru (DEMUX).

Preambule PRC kanálů se do rámců zařazují v preambulovém modulu 84 a součtovém modulu 85 tak, aby označovaly začátek PRC rámců 110a, 110b, 110c a HOd vysílacího kanálu 59. N PRC se poté diferenciálně zakóduje a QPSK namoduluje na IF nosné frekvence v poli OPSK modulátorů 86, v našem příkladu jako PRC 110a, 110b, 110c a HOd vysílacího kanálu 59. V našem příkladu tvoří vysílací kanál 59 čtyři PRC IF nosné frekvence. Každá ze čtyř nosných frekvencí se v up-konvertoru 88 převede do přiřazené frekvenční pozice v X-pásmu pro vysílání k satelitu 25. Převedené PRC se následně pošlou přes zesilovač 90 k anténě (např. VSÁT) 91a a 91b.

Podle vynálezu sestavuje způsob vysílání použitý ve vysílací stanici 23 do odchozího signálu 21 množství n nosných vícenásobného přístupu po samostatných frekvencích, kde na jeden kanál připadá jedná nosná, (SCPC/FDMA - Single Channel Per Carrier/ Freguency Division Multiple Access). Tyto SCPC/FDMA nosné mají středové frekvence, které jsou s výhodou navzájem vzdáleny o 38000 Hz a organizovány do skupin 48 sousedících středových frekvencí nebo nosných kanálů. Vytvoření těchto skupin po 48 nosných kanálech je užitečné při demultiplexování a demodulování prováděného na palubě satelitu 25. Různé skupiny po 48 nosných kanálech nemusí navzájem sousedit. Nosné příslušné konkrétním vysílacím kanálům (t j. kanálům 59 a 67) nemusí sousedit v rámci skupiny 48 nosných kanálů a nemusí ani příslušet stejné skupině 48 nosných kanálů. Způsob přenosu popsaný v souvislosti s obr. 3 a 4 umožňuje značnou flexibilitu volby frekvencí a optimalizaci využívání dostupného frekvenčního spektra a předcházení interferencím s ostatními uživateli, kteří sdílí stejné vysokofrekvenční spektrum.

• · · ·

• · •VS-387*

0 · · ♦ 0«0 ·

Systém 10 je výhodný v tom, že vytváří obecnou základnu, jejíž kapacitu pro stále rostoucí množství vysílacích společností nebo provozovatelů vysílání lze snadno rozšiřovat. Vysílací kanály s různými přenosovými rychlostmi lze poměrně snadno realizovat a vysílat k přijímači 29. Typické přírůstky vysílacího kanálu čilí PRI jsou přednostně 16, 32, 48, 64, 96, 112 a 128 kbit/s. Interpretace vysílacích kanálů s různými bitovými rychlostmi je v rádiovém přijímači díky zpracování popsanému v souvislosti s obr. 4 relativně snadná. Velikost a náklady na vysílací stanice lze tedy snadno přizpůsobit kapacitním požadavkům a omezením zdrojů financování vysílací společnosti. Vysílací společnost s omezenými finančními prostředky může instalovat malý VSÁT terminál, který vyžaduje pouze malý příkon, pro vysílání 16 kbit/s programu, který je dostatečný pro přenášení hlasu a hudby, která má však mnohem vyšší kvalitu než krátkovlnný rozhlas. Na druhé straně, velká vysílací společnost s v podstatě neomezenými zdroji může vysílat v FM stereo kvalitě s pouze o málo větší anténou a větším příkonem na 64 kbit/s a případně, s dále zvětšenou kapacitou, téměř CD stereo na 96 kbit/s a plné CD stereo na 128 kbit/s.

Konkrétní velikost rámce, velikost SCH, velikost preambule a PRC délka popsané v souvislosti s obr. 4 přináší určité výhody; ovšem zpracování ve vysílací stanici popsané v souvislosti s obr. 3 a 4 může pracovat i s jinými hodnotami těchto parametrů. Perioda rámce 432 ms je vhodná pro použití MPEG zdrojového kodéru (tj. kodéru 62 nebo 66) . Počet 224 bitů pro SCH 102 usnadňuje FEC kódování. Symbolů PRC preambule 112 je 48 proto, aby bylo celkem 8208 symbolů v PRC rámci 110 a 19 ksym/s v každém PRC, což usnadňuje, jak bude popsáno dále, realizaci multiplexování a demultiplexování na palubě satelitu 25. Definování symbolů tak, aby obsahovaly dva bity, je vhodné pro QPSK modulaci (tj. 2²=4). Pro ilustraci, pokud by modulace klíčováním fázového posunu ve • · » * • ♦ · · • · · · • · · ·

tIS-387 vysílací stanici 23 používala osmi fází namísto čtyř, byl by výhodnější tříbitový symbol, protože každé kombinaci tří bitů (tj. 2³) může odpovídat jedna z osmi fází.

Software může být součástí vysílací stanice 23, případně, pokud systém 10 zahrnuje více vysílacích stanic, součástí řídicího zařízení regionálního vysílání (RBCF Regional Broadcast Control Facility) 238 (vrz obr. 12), které přiřazuje směrování kanálů kosmického segmentu přes řídicí centrum 240 mise (MCC - Mission Control Center), řídicí centrum 236 satelitu (SCC - Satellite Control Center) a řídicí centrum 244 vysílání (BCC - Broadcast Control Center). Software optimalizuje využívání odchozího spektra tak, že přiřazuje PRC nosné kanály 110 podle jejich dostupnosti ve skupinách po 48 kanálech. Například, vysílací stanice chce vysílat 64 kbit/s program na čtyřech PRC nosných. Kvůli okamžitému zatížení spektra nemusí být nosné k dispozici v sousedících pozicích, nýbrž pouze v nesousedících pozicích v rámci jedné skupiny o 48 nosných. Dále, RBCF 238 může přes

MCC a SCC přiřadit PRC nesousedícím pozicím v několika různých 48 kanálových skupinách. MCC a SCC software v RBCF 238 nebo jediné vysílací stanici 23 může přemístit PRC nosné konkrétního vysílaného programu na jiné frekvence a tak předcházet jak vyvolané (tj. zahlcení) nebo náhodné interferenci na konkrétních nosných frekvencích.

Jak bude popsáno podrobněji níže v souvislosti se zpracováním signálu na palubě satelitu dle_ obr. 6, pro regeneraci signálu a obnovu symbolů 114 vyslaných v PRC do digitálního základního pásma je na palubě satelitu použit digitální polyfázový procesor. Skupiny o 48 nosných s rozestupy středových frekvencí 38 000 Hz usnadňují zpracování polyfázovým procesorem. Software ve vysílací stanici 23 nebo RBCF 238 může provádět defragmentační zpracování pro optimalizaci přiřazování PRC 110 odchozím nosným kanálům, tj.

Φ Φ * · • · · · φ · · » φφ φφ • ·

ΦΦΦ* • φ φ φ ·

Us-*387 skupinám 48 nosných kanálů. Princip defragmentace přiřazování odchozích nosných frekvencí není nepodobný známým počítačovým programům pro reorganizaci souborů na počítačových pevných discích, které se po delší době používání počítače mohou na disk ukládat po částech takovým způsobem, který činí práci s uloženými daty neefektivním. BCC funkce v RBCF umožňuje RBCF vzdáleně monitorovat a řídit provoz vysílacích stanic v rámci zadaných tolerancí.

Zpracování v užitečném zatížení satelitu

Obnova základního pásma v satelitu je důležitá pro přepínání, směrování a sestavování TDM příchozích nosných, které mají každá 96 PRC, na palubě satelitu. TDM nosné se na palubě satelitu 25 zesilují pomocí zesilovačů s postupným polem (TWTA - Traveling Wave Tube Amplifier), každé nosné přísluší jeden zesilovač. Satelit 25 s výhodou zahrnuje osm palubních procesorů základního pásma; pro názornost je na obrázcích zobrazen pouze jeden procesor 116. Přednostně se současně používá pouze šest z osmi procesorů, zbývající dva tvoří zálohu pro případ poruchy. S odkazy na obr. 6 a 7 je dále popsán pouze jediný procesor 116. Rozumí se, že každý ze zbývajících sedmi procesorů 116 se s výhodou skládá ze stejných prvků. Kódované PRC odchozí nosné 21 (viz obr. 5) se v satelitu 25 přijmou přijímačem 120 X-pásma. Celková odchozí kapacita je s výhodou mezi 288 a 384 PRC odchozimi kanály po 16 kbit/s (tj. 6 x 48 nosných, pokud se použije šesti procesorů 116, nebo 8 x 48 nosných, pokud se procesorů 116 použije osm). Jak bude popsáno dále, 96 PRC se vybere a namultiplexuje pro vysílání v každém příchozím paprsku 27 na nosnou o šířce pásma přibližně 2.5 MHz.

Každý odchozí PRC kanál se může nasměrovat do všech, některých nebo žádného z příchozích paprsků 27. Pořadí a umístění PRC v příchozím paprsku je programovatelné a • ♦ ♦ • ··· • · ··· ·· • · · · • ♦ · · · ♦· ’ÚS-387 volitelné ze zařízení 24 pro telemetrii, dosah a řízení (TRC Telemetry, Range and Control) (viz obr. 1) . Každý polyfázový demultiplexer a demodulátor 122 přijímá jednotlivé

FDMA odchozí signály ve skupinách 48 sousedících kanálů a 5 generuje jednoduchý analogový signál, na který jsou namultiplexovány data ze 48 FDMA signálů, a provádí vysokorychlostní demodulaci sériových dat tak, jak je podrobněji popsáno dále v souvislosti s obr. 6. Šest z těchto pólyfázových demultiplexerů a demodulátorů 122 pracuje paralelně a dohromady zpracovává 288 FDMA signálů. Směrovací přepínač a modulátor 124 výběrově směruje jednotlivé kanály ze šesti proudů sériových dat do všech, některých nebo žádného z příchozích signálů 27 a dále moduluje a upkonvertuje tři příchozí TDM signály 27. Tři TWTA zesilovače

126 individuálně zesilují tři příchozí signály, které se k zemi vyzařují v L-pásmu vysílacími anténami 128.

Satelit' 25 obsahuje také ” tří transparentní užitečná zatížení, z nichž každé se skládá z demultiplexeru a down20 konvertoru 133 a skupiny 132 zesilovače uspořádané do obvyklé bent pipe cesty, která mění frekvenci vstupních signálů pro opětovné vysílání. Tedy, každý satelit 25 v systému 10 je s výhodou osazen dvěma typy komunikačního zařízení. První typ palubního zpracovacího užitečného zatížení je popsán s odkazy na obr. 5, 6 a 7. Druhým typem užitečného zatížení je transparentní zařízení, které převádí frekvenci odchozích TDM nosných z frekvenčních pozic v odchozím spektru X-pásma na frekvenční pozice v příchozím spektru L-pásma. Vyslané TDM proudy pro transparentní užitečné zatížení se sestaví ve vysílací stanici 23, vyšlou se' k satelitu 25, přijmou se přijímačem 120, převedou se na příchozí frekvenci v modulu 130, zesílí se pomocí TWTA v modulu 132 a vyšlou se po jednom z paprsků. Rádiovému přijímači 29 se TDM signály jeví jako identické, bez ohledu na to, zda prošly palubním zpracovacím zařízením 121 nebo palubním transparentním zařízením 133.

• · · · • · · · * · · · ·· ·♦ • 99

9«

9 9 • ·

Pozice nosných frekvencí každého typu užitečného zatížení 121 a 133 jsou odstupňovány po 920 kHz a obě sítě možných nosných frekvencí jsou navzájem proloženy tak, že pozice nosných obou signálů z obou typů užitečných zařízení 121 a 133 mají rozestupy 460 kHz.

* ·· ·

• 9 · 99

W3-387

Palubní demultiplexer a demodulátor 122 bude podrobně popsán dále v souvislosti s obr. 6. Jak je ukázáno na obr. 6, SCPC/FDMA nosné, z nichž každá je označena odkazem 136, jsou seřazeny do skupin po 48 kanálech. Na obr. 6 je pro názornost zobrazena pouze jedna skupina 138. Středové frekvence nosných 136 mají rozestupy 38 kHz. Tento rozestup určuje návrhové parametry polyfázových demultiplexerů. V každém satelitu 25 lze s výhodou přijímat 288 odchozích PRC SCPC/FDMA nosných z množství vysílacích stanic 23. Proto se s výhodou použije 6 polyfázových demultiplexerů a demodulátorů 122. Palubní procesor 116 tyto PRC SCPC/FDMA odchozí nosné 136 přijme a převede je do tří příchozích TDM nosných, která každá nese 96 PRC v 96 časových úsecích.

Všech 288 nosných se přijímá anténou 118 odchozího globálního (tj. od země) paprsku. Každá skupina 48 kanálů se převede na mezifrekvenci (IF), která se poté filtruje, aby se vybralo frekvenční pásmo obsazené konkrétní skupinou 138. Toto zpracování provádí přijímač 12Q. Filtrovaný signál se poté vede k anologové-digítálnímu (A/D) převodníku 140 a odtud dále k pclyfázcvému demultiplexerů 144. Demultiplexer 144 rozdělí 48 SCPC/FDMA kanálů 138 do časově multiplexovaného proudu, který je anologický signálu a který se skládá z QPSK modulovaných symbolů, které na výstupu z demultiplexerů 144 tvoří sekvenci obsahu každého z 48 SCPC/FDMA kanálů. Tento TDM proud se směruje k digitálně realizovanému QPSK demodulátoru a diferenciálnímu dekodéru 146. QPSK demodulátor a diferenciální dekodér 146 sekvenčně demoduluje QPSK modulované symboly do digitálních bitů v

‘.US-3 8 7 základním pásmu. Demodulační zpracování zahrnuje časování symbolů a obnovu nosné. Protože modulací je QPSK, z každého symbolu nosné se stane symbol v základním pásmu obsahující dva bity. Na demultiplexer 144 a demodulátor a dekodér 146 se budeme dále v této přihlášce odkazovat jako na demultiplexer/demodulátor (D/D) 148. D/D se obvykle realizuje pomocí vysokorychlostní digitální technologie pracující se známými polyfázovými algoritmy pro demultíplexování odchozích nosných 21. QPSK demodulátor je s výhodou sériově sdíleným, digitálně realizovaným demodulátorem pro obnovování dvoubitových symbolů v základním pásmu. Obnovené symboly 114 z každé PRC nosné 110 se následně diferenciálně dekódují tak, aby se obnovily původní PRC symboly 108 přivedené na vstup kodérů, tj . kanálových distributorů 82 a 98 vysílací stanice

23 dle obr. 3. Užitečné zatížení satelitu 25 s výhodou zahrnuje šest digitálně realizovaných 48 kanálových D/D 148. Dále jsou na palubě satelitu dva záložní D/D 148, které mají nahradit případné porouchané zpracovací jednotky.

Procesor 116 dle obr. 6 prováděl funkce synchronizace rychlosti (rate alignment) je naprogramován tak, aby a vyrovnávání přenosové (modul 150) na časově multiplexovaném proudu symbolů na výstupu z QPSK demodulátoru a diferenciálního dekodéru 146. Programové vybavení a hardwarové prvky (tj. digitální vyrovnávací paměti a oscilátory) vyrovnávacího modulu 150 jsou podrobněji popsány dále v souvislosti s obr. 7. V yrovnavaci modul uu Kompenzuje rozdíly časování mezi palubními hodinami 152 symbolů nesenými jednotlivými odchozími PRC přijatými satelitem 25. Rozdílné časování jednotlivých nosných může být způsobeno jednak různou rychlostí hodin v jednotlivých vysílacích stanicích 23 a také Dopplerovým jevem vyvolaným pohybem satelitu 25 vzhledem k různým vysílacím stanicím 23.

a časováním nosnými 138

9 9 9 9 »

9 «999

9 · 9 · 9 · fr 9 9 · • 9 99

9 * • 9 · • ··* · « · ··· 99 •US-38 7

Vyrovnávací modul 150 do PRC záhlaví 112 každého obnoveného 432 ms rámce 100 buď přidá symbol hodnoty 0, odstraní symbol hodnoty 0, případně jej ponechá beze změny. Symbol hodnoty 0 je symbol složený z nulové bitové hodnoty v obou kanálech (I a Q) QPSK modulovaného symbolu. PRC záhlaví 112 za normálních okolností obsahuje 48 symbolů a začíná počátečním symbolem hodnoty 0, za kterým následuje 47 dalších symbolů. Pokud je časování symbolů v odchozích hodinách, které QPSK demodulátor 146 obnoví spolu s frekvencí odchozí nosné, a časování palubních hodin 152 synchronní, PRC preambule 112 onoho konkrétního PRC 110 se nezmění. Pokud mají odchozí symboly časování, které se za palubními hodinami 152 opožďuje o jeden symbol, přidá se na začátek PRC preambule 112 právě zpracovávaného PRC 0 symbol, čímž se její délka prodlouží na 49 symbolů. Pokud mají odchozí symboly časování, které palubní hodiny 152 o jeden symbol předchází, 0 symbol na začátku PRC preambule 112 právě zpracovávaného PRC se odstraní, čímž se její délka zkrátí na 47 symbolů.

Jak bylo uvedeno výše, vstupní signál vyrovnávacího modulu 150 tvoří proud obnovených dvoubitových symbolů v základním pásmu pro každý přijatý odchozí PRC s jejich vlastní původní rychlostí. Z D/D 148 odchází celkem 288 takových proudů odpovídajících šesti aktivním procesorům 116. Popsána je činnost pouze jediného D/D 148 a jediného vyrovnávacího modulu 150, rozumí se ovsem, ze ostatních pet aktivních procesorů 116 na satelitu provádí stejnou činnost.

Vyrovnání rychlosti PRC symbolů s palubními hodinami 152 zahrnuje tři kroky. Za prvé, symboly se seskupí podobně jako v původních PRC rámcích 110 po 8208 dvoubitových symbolech v každé z vyrovnávací paměti 149 a 151 přepínací paměti 153. To vyžaduje korelaci PRC záhlaví 112 (které obsahuje 47 symbolové jedinečné slovo) pomocí místně uchovávané kopie to • to to· ·· • to* v · · · ··· ·· • toto · •0S-*387 « v • to • to jedinečného slova v korelátorech 155 tak, aby se zjistila pozice symbolů ve vyrovnávací paměti. Za druhé, určí se počet tiků palubních hodin 152 mezi korelačními impulzy a zjištěná hodnota se použije ke kompenzaci rozdílu rychlostí nastavením délky PRC záhlaví 112. Za třetí, PRC rámec s upraveným záhlavím se s palubním časováním načte do odpovídající pozice v přepínacím a směrovacím paměťovém zařízení 156 (obr. 8).

PRC symboly vstoupí zleva do páru přepínacích pamětí 153. Jedna z vyrovnávací paměti 149 nebo 151 se plní rychlostí odchozího časování, druhá paměť se zároveň vyprazdňuje rychlostí palubního časování. Obě činnosti se neustále střídají, takže výsledkem je spojitý proud přepínací pamětí 153. Odchozí symboly se zapisují do té vyrovnávací paměti 149 nebo 151, ke které jsou právě připojeny. Zápis do paměti 149 nebo 151 pokračuje až do okamžiku korelačního impulzu. Poté se zápis zastaví a vstupní a výstupní přepínače 161 a 163 se přepnou do opačné polohy. PRC rámec se ve vyrovnávací paměti zachytí tak, aby poslední pozice na výstupním konci vyrovnávací paměti zůstala prázdná, 48 symbolové záhlaví spočívalo v 48 symbolových pozicích a 8160 datových symbolů vyplňovalo prvních (zleva) 8160 pozic. Obsahy obou vyrovnávacích pamětí se bezprostředně poté načítají do výstupu rychlostí palubního časování. Načítání probíhá tak, aby počet symbolů v PRC záhlaví byl 47, 48 nebo 49. Úprava délky PRC záhlaví se provede odebráním nebo přidáním symbolu hodnoty 0 na začátek PRC záhlaví. Délka záhlaví 112 se řídí signálem z čítače 159 rámcových symbolů, který počítá počet symbolů s rychlostí palubního časování, které připadnou na periodu PRC rámce. Přepínací se paměť 153 nazývá proto, že se činnosti obou vyrovnávacích paměti 149 a 151 neustále střídají.

Korelační impulzy rámce, které přichází z korelátorů 155 35 tak, jak PRC rámce zaplňují vyrovnávací paměti 149 a 151, se

Φ ♦ * φ · · φ φ φ φ· · * • φ · φ ·ΦΦ φ φ ·

ΦΦΦ ΦΦ

ΦΦ ΦΦ vyhladí synchronizovaným pulzním oscilátorem (SPC) 157. Vyhlazené synchronizační pulzy se použijí pro zjištění počtu symbolů v rámci. Jejich počet bude 8207, 8208 nebo 8209, což odpovídá délce záhlaví 47, 48, respektive 49 symbolů. Podle této informace se řídí počet symbolů odcházejících z vyrovnávací paměti tak, aby proud symbolů odpovídal palubním hodinám nezávisle na časování původního pozemního terminálu.

Pro rozdíly rychlostí očekávané v systému 10 by měly být časy mezi jednotlivými úpravami preambule 112 relativně dlouhé. Například, pro rozdíly časování v řádu 10’⁶ bude potřeba upravovat PRC preambuli průměrně na jednom ze 123 rámců. Výsledné nastavení rychlosti zajistí, že rychlost symbolů PRC 110 bude přesně synchronní s palubními hodinami 152. Tím se umožní nasměrování bitových symbolů v základním pásmu do správných míst v TDM rámci. Synchronizované PRC jsou

na	obr.
PRC	154
na	obr.
	Na
148	. Po
D/D	na
D/D	148

sériového proudu se symbolovou rychlostí 48 x 19000 = 912 000 symbolů za sekundu pro každý D/D 148. Sériový proud z každého D/D 148 se, jak je ukázáno na obr. 6, demultiplexuje do 48 paralelních PRC proudů s rychlostmi 19 000 sym/s. Celkový počet PRC proudů vycházejících ze všech šesti D/D 148 na palubě satelitu 25 je 288, kde každý proud nese 19 000 sym/s. Na jeden symbol tedy připadá perioda 1/19000 s, tj. přibližně 52.63 ms.

Jak je ukázáno na obr. 8, na výstupu ze šesti D/D 148a, 35 148b, 148c, 148d, 148e a 148f se v každé periodě odchozích • · 0 ·

0 ·0 ·

0 0 >

00 • 0 0

000 0

Tjsf-387

PRC symbolů nachází 288 symbolů. Jednou za periodu PRC symbolů se hodnoty 288 symbolů zapíší do přepínací a směrovací paměti 156. Obsah paměti 156 se načítá do tří prvků 160, 162 a 164 sestavení (assemblerů) příchozích TDM rámců. Pomocí směrovacího a přepínacího prvku 172 se obsah každého z 288 paměťových míst v počtu 2622 množin 96 symbolů načítá do každého ze tří TDM rámců v prvcích 160, 162 a 164 sestavení s periodou 136.8 ms. K načtení dojde jednou za periodu TDM rámce, která je 138 ms. Rychlost čtení 136.8/2622 je tedy větší než doba připadající na jeden symbol. Směrovací přepínač a modulátor 124 má uspořádání přepínací paměti 156, kterou tvoří dvě vyrovnávací paměti 156a a 156b.. 288 odchozích PRC označených odkazem 154 se přivádí na vstup směrovacího přepínače a modulátoru 124. Symboly každého PRC mají rychlost 19 000 symbolů za sekundu s časováním, které bylo upraveno podle palubních hodin 152. PRC symboly se paralelně zapisují rychlostí 19 000 sym/s do 288 pozic v té přepínací paměti 156a nebo 156b, která slouží jako vstup. Zároveň se z paměti 156a nebo 156b, která právě slouží jako výstup, načítají symboly předchozího rámce do tří TDM rámců rychlostí 3 x 1.84 MHz. Tato rychlost postačuje k tomu, aby bylo možné simultánně generovat tři TDM paralelní proudy, z nichž jeden každý se směruje k jednomu ze tří příchozích paprsků. Směrování symbolů do jim přiřazeným paprsků řídí přepínač 172 směrování symbolů. Přepínač 172 může symboly směrovat do libovolného jednoho, dvou nebo tří TDM paprsků.

Kazdy TDM proud ma rychlost i.o4 Msym/s. výstupní paméc se časuje pro interval 136.8 ms a pauzy 1.2 ms, která umožní vložení 96 symbolů MFP (Master Frame Preamble) a 2112 symbolů TSCC. Za povšimnutí stojí, že pro každý symbol, který se načte do více než jednoho proudu, musí existovat nepoužitý a tudíž prázdný odchozí frekvenčně multiplexovány (FDM Frequency Division Multiplex) PRC kanál. Vyrovnávací paměti 156a a 156b si s každým rámcem vyměňují úlohy. Přepínání zajišťují přepínací prvky 158a a 158b.

• · · • ·* « · »·· ··

OS-387 • · · « • · · · • «· · ·· ··

Množiny 96 symbolů se přenesou do 2622 odpovídajících míst v každém TDM rámci (viz obr. 8) . Odpovídající symboly (tj. i-té symboly) všech 96 odchozích PRC se seskupí dohromady do stejného místa v TDM rámci (viz odkaz 166 pro symbol 1) . Obsah 2622 míst v každém TDM rámci se zašifruje přičtením pseudonáhodného bitového vzoru k celé 136.8 ms periodě. Dále se k začátku každého TDM rámce připojí 1.2 ms perioda pro vložení hlavní preambule 168 rámce (MFP - Master

Frame Preamble) s 96 symboly a TSCC 170 s 2110 symboly. Celkem má TDM rámec 2622 časových úseků, z nichž každý přenáší 96 symbolů, a 96 symbolů MFP a 2112 TSC, tj. 253 920 symbolů a 1.84 Msym/s.

Směrování PRC symbolů mezi výstupy šesti D/D 148a, 148b,

148c, 148d, 148e a 148f a vstupy prvků 160, 162 a 164 prvků sestavení TDM rámce řídí palubní přepínací jednotka 172, která uchovává instrukce poslané jí po řídicím spoji od SCC 238 (obr. 12) ze země. Každý symbol pocházející z vybraného odchozího PRC symbolového proudu se může směrovat do časového úseku v TDM rámci, který se bude vysílat k požadovanému místu určení paprskem 27. Způsob směrování není závislý na vztazích mezi časem výskytu symbolů v různých odchozích PRC a výskytem symbolů v příchozích TDM proudech. Tím se snižuje složitost užitečného zatížení satelitu 25. Dále, symbol pocházející z vybraného odchozího PRC se může pomocí přepínače 158 směrovat do dvou či tří paprsků 27.

Činnost rádiového přijímače

V této části je s odkazy na obr. 9 popsán rádiový přijímač 29 pro použití v systému 10 podle vynálezu. Rádiový přijímač 29 zahrnuje vysokofrekvenční část (RF) 176 s anténou

178 -pro příjem elektromagnetických vín L-pásma a pro předfiltrací pro výběr provozního pásma přijímače (např. 1452 «t* » · · ·» · • ··· ·· »· · · ·· · a * · * · · · · ·

..... VS-S87 ·· ·· až 1492 MHz). Dále RF část 176 zahrnuje nízkošumový zesilovač 180, který je schopen zesílit přijatý signál s minimálním vlastním šumem a potlačit interferenční signály, které mohou přicházet z ostatních zdrojů vysílání sdílejících provozní pásmo rádiového přijímače 29. Směšovač 182 převádí přijaté spektrum na mezifrekvenci (IF). Vysoce výkonný IF filtr 184 vybírá šířku pásma požadované TDM nosné na výstupu směšovače 182 a syntetizátoru 186 místního oscilátoru, který generuje směšovací vstupní frekvence potřebné pro převod požadovaného signálu na střed IF filtru. TDM nosné leží na středových frekvencích rozmístěných na stupnici s 460 kHz rozestupy. Šířka pásma propustnosti IF filtru 184 je přibližně 2.5 MHz. Vzdálenost mezi nosnými je s výhodou nejméně sedm nebo osm rozestupů, čili přibližně 3.3 MHz. RF část 176 je navržena tak, aby vybírala šířku pásma požadované TDM nosné s minimální vlastní interferencí a zkreslením a aby nepřijímala nechtěné nosné, které se mohou vyskytnout v provozním pásmu od 152 do 192 MHz. Ve většině oblastí světa jsou úrovně nechtěných signálů normální, tj. asi o 30 až 40 dB pod úrovní signálů žádoucích, což představuje samo o sobě dostatečnou ochranu před nežádoucími interferencemi. V některých oblastech, například v blízkosti výkonných vysílačů (např. v okolí pozemních mikrovlnných vysílačů veřejných komutovaných sítí nebo jiných vysílaných zvukových pořadů) se však vyžaduje taková konstrukce vstupních obvodů, která je schopna zajistit větší odstup od nežádoucích signálů. Šířka pásma požadované TDM nosné získaná z příchozího signálu RF částí 176 se přivede k A/D převodníku 188 a poté k QPSK demodulátoru 190. QPSK demodulátor 190 je navržen tak, aby obnovoval TDM bitový proud vyslaný ze satelitu 03, a to buď palubním zpracovacím užitečným zatížením 121 nebo palubním transparentním užitečným zatížením 133, na vybrané nosné frekvenci.

« · 4 «· to • ·· to • to ··

W-Š87

QPSK demodulátor 190 se s výhodou realizuje tak, že se nejprve v A/D převodníku převede IF signál od RF části 176 do digitální formy, ve které se poté podrobí QPSK demodulaci pomocí známého způsobu digitálního zpracování. Demodulace s výhodou použije časování symbolů a obnovu nosné frekvence a rozhodovací obvody, které navzorkují a dekódují symboly QPSK modulovaného signálu do TDM bitového proudu v základním pásmu.

A/D převodník 188 a QPSK demodulátor 190 jsou s výhodou součástí čipu 187 obnovy kanálů, jehož úkolem je získávat digitální signál vysílaného kanálu v základním pásmu z IF signálu obnoveného deskou 176 RF/IF obvodů. Obvod 187 obnovy kanálů se skládá z TDM synchronizačního a předikčního modulu 192, TDM demultiplexeru 194 a PRC synchronizátoru a multiplexeru 196, jejichž činnost bude podrobně popsána dále v souvislosti s obr. 10. TDM bitový proud na výstupu z QPSK demodulátoru 190 se přivede k MPF synchronizačnímu korelátorů 200 v TDM synchronizačním a predikčním modulu 192. Korelátor 200 porovná bity přijatého proudu s uloženým vzorem. Pokud byl přijímač předtím bez signálu, korelátor 200 se nejprve přepne do vyhledávacího režimu, ve kterém pouze vyhledává požadovaný MFP korelační vzor a výstupní stranu neovlivňuje. Poté, co korelátor najde korelační událost, přepne se do režimu, němž se hradlo otevírá v časových intervalech, ve který jsou očekávány další korelační události. Pokud ke

Imrplαρπí

QCC kQVQnsrTi lutcivalu dOjdč/ pXOctíij hradlování se opakuje. Pokud ke korelaci dojde v například pěti po sobě jdoucích časových rámcích, synchronizace je prohlášena za určenou v souhlase se softwarem. Synchronizační práh lze však i změnit. Pokud ke korelaci ve stanoveném počtu po sobě jdoucích časových rámců určených pro dosažení synchronizačního prahu nedojde, korelátor pokračuje ve vyhledávání korelačního vzoru.

• · « • « * • φ ··· » · » * ·«· ·· (JŠ-Í87

Poté, co se synchronizoval, přejde korelátor do synchronizovaného režimu, ve kterém se nastavují jeho parametry tak, aby se maximalizovala pravděpodobnost trvající synchronizace. Pokud se korelace ztratí, přepne se korelátor do zvláštního prediktivního režimu, ve kterém si zachovává synchronizaci předvídáním příchodu další korelační události. Při krátkých výpadcích signálu (např. do 10 sekund) si je korelátor schopen udržet synchronizaci dostatečně přesnou k tomu, aby dosáhl téměř okamžité obnovy poté, co se signál znovu objeví. Takto rychlá obnova je výhodná např. pro podmínky mobilního příjmu. Pokud se po určité době korelace opětovně neustaví, vrátí se korelátor 200 do vyhledávacího režimu. Po synchronizaci na MFP TDM rámce může TDM demultiplexer 194 (blok 202 v obr. 10) obnovit TSCC. TSCC obsahuje informace identifikující provozovatele vysílání jednotlivých programů v TDM rámci a pozice z 96 PRC, v nichž lze jednotlivé programy provozovatelů vysílání najít. Před tím, než se libovolný PRC demultiplexuje z TDM rámce, se část TDM rámce přenášející PRC symboly s výhodou dešifruje. To se provede tak, že v přijímači 29 k PRC části přičte stejný šifrovací vzor, jaký byl k PRC části bitového proudu TDM rámce přičten na palubě satelitu 25. Šifrovací vzor je synchronizován pomocí MFP TDM rámce.

Symboly PRC nejsou v TDM rámci seskupeny do spojité oblasti, nýbrž jsou rozmístěny po rámci. PRC část TDM rámce obsahuje 2622 množin symbolů, v každé množině je jeden symbol pro každý PRC v pozicích, které jsou číslovány vzestupně od 1 do 96. Tedy, všechny symboly příslušné PRC 1 jsou v první pozici všech 2622 množin. Symboly patřící PRC 2 jsou ve druhých pozicích všech 2622 množin atd., jak je naznačeno blokem 204. Toto uspořádání umístění a číslování symbolů PRC v TDM rámci podle vynálezu minimalizuje velikost paměti potřebné pro přepínání a směrování na palubě satelitu a pro demultiplexování v přijímači. Jak je ukázáno na obr. 9, • 99

US-387 demultiplexer 194 obnoví TSCC z TDM a předá jej ovládači 220 v přijímači 29 pro zjištění n PRC, po nichž se přenáší konkrétní vysílací kanál. Symboly n PRC příslušných vysílacímu kanálu se získají z časových úseků nedešifrovaného

TDM rámce, které jsou identifikovány v TSCC. Přiřazení n PRC k vysílacímu kanálu provede ovládač obsažený v přijímači a naznačený blokem 205 na obr. 10. Ovládač 220 přijme výběr vysílání vložený obsluhou přijímače, zkombinuje tento výběr s PRC informacemi v TSCC a získá a přerovná symboly PRC z TDM rámce tak, aby obnovil n PRC.

V blocích 196 a 206 na obr. 9 a 10 se symboly každého z n PRC (např. jak je naznačeno v 207) příslušné vysílacímu kanálu (např. jak je naznačeno v 209) vybraného obsluhou přijímače znovu namultiplexují do FEC kódovaného formátu vysílacího kanálu (BC - Broadcast Channel). Před opětovným multiplexováním se n PRC vysílacího kanálu vyrovná. Vyrovnání je nutné, protože v průběhu zpracování v systému 10 může dojít v časování symbolů k posunu až čtyř symbolů mezi obnovenými PRC vysílacího kanálu. Každý z n PRC vysílacího kanálu má 48 symbolovou preambuli, za kterou následuje 8160 kódovaných PRC symbolů. Při rekombinaci těchto n PRC do vysílacího kanálu se provádí synchronizace 47, 48 nebo 49 symbolového záhlaví každého z PRC, Délka záhlaví závisí na časovém vyrovnání provedeném na odchozích PRC v satelitu 25. Synchronizace v přijímači proběhne v korelátcru preambule, který zpracovává 47 naposledy přijatých symbolů PRC záhlaví každého z PRC. Korelátor preambule zjišťuje korelační události a případně vyšle korelační impulz o době trvání odpovídající jednomu symbolu. Na základě relativního času výskytu korelačního impulzu pro n PRC příslušných vysílacímu kanálu a s využitím vyrovnávacích pamětí se šířkou čtyř symbolů lze symbolový obsah n PRC přesně vyrovnat a znovu namultiplexovat tak, aby se obnovil FEC kódovaný vysílací kanál. Opětovné multiplexování n PRC k znovuvytvoření FEC • · * * · · • · ««· · · • · ·

US-3S7 kódovaného vysílacího kanálu s výhodou využije stejnou proceduru rozmístění symbolů, která demultiplexovala FEC kódovaný vysílací kanál do PRC ve vysílací stanici 23, tentokrát však pracující v obráceném pořadí (viz bloky 206 a

208 na obr. 10) .

Na obr. 11 je ukázáno, jak se vysílací kanál, který se skládá ze čtyř PRC, v přijímači (blok 196 na obr. 9) obnoví. Na levé straně jsou zobrazeny čtyři přicházející demodulované

PRC. Kvůli rozdílům v časování a rozdílným zpožděním nasbíraným na cestě z vysílací stanice 23, přes satelit a k rádiu, mohou být jednotlivé PRC tvořící vysílací kanál navzájem posunuty až o čtyři symboly. Prvním krokem obnovy je proto vyrovnání symbolového obsahu těchto PRC. To se provede pomocí sady FIFO (First in, first out - první dovnitř, první ven) vyrovnávacích pamětí, která má každá délku rovnou rozsahu možného posunutí. Každý PRC má vlastní vyrovnávací paměť 222. Každý PRC se nejprve přivede ke korelátoru 226 záhlaví PRC, který určí okamžik příchodu. Okamžiky příchodu jsou pro každá ze čtyř PRC na obrázku naznačeny korelačními impulzy 224. Zápis (W - writing) do každé vyrovnávací paměti 222 se zahájí bezprostředně po okamžiku příchodu a pokračuje tak až do konce rámce. Kvůli vyrovnání symbolů PRC začne čtení (R - reading) ze všech vyrovnávacích pamětí 222 v okamžiku poslední korelační události. Tím se zajistí, že symboly všech PRC se z výstupu vyrovnávacích pamětí 222 (blok 206) načítají synchronizované a paralelně. Vyrovnané symboly 228 se dále multiplexují v multiplexeru 230 do jednoduchého sériového proudu, který je obnoveným kódovaným vysílacím kanálem 232 (blok 208). Kvůli vyrovnání rychlosti palubních hodin 152 může být délka PRC záhlaví 47, 48 nebo 49 symbolů. Tyto rozdíly se eliminují tak, že korelátor 226 pro zjištění korelační události použije pouze posledních 47 symbolů záhlaví. Těchto 47 symbolů se vybere tak, aby se dosáhlo optimálních výsledků zjišťování korelace.

« »

·· • · · • · · • « · ·♦ φ

·«· φ •

« · *

ι·4 liš-3*8 7

FEC kódovaný vysílací kanál (viz bloky 198 a 210 na obr. 9 a 10) se přivede do FEC zpracovacího modulu 210. Většina chyb, ke kterým dojde v průběhu přenosu mezi místy kodérů a dekodérů, se FEC zpracováním napraví. FEC zpracování s výhodou zahrnuje Viterbi trellis dekodér, za kterým následuje odstranění prokládání a Reed Solomon dekodér. FEC zpracování obnovuje původní vysílací kanál, který se skládá z η x 16 kbit/s kanálových přírůstků a vlastního η x 224 bitového SCH (blok 212).

V x 16 kbit/s segment vysílacího kanálu se přivede k dekodéru, jako je například MPEG 2.5 vrstva 3 zdrojový dekodér 214, pro konverzi zpět do zvukového signálu. Tedy, je k dispozici způsob zpracování signálu ze satelitů v relativně levných rádiových přijímačích. Protože přenos vysílacích programů přes satelity 25 je digitální, podporuje systém 10 celou řadu dalších služeb v digitálním formátu. Jak je uvedeno výše, SCH, který je součástí vysílacích kanálů, tvoří řídicí kanál pro široké spektrum možných budoucích služeb. Lze vyrobit čipové sady, které budou realizovat tyto budoucí služby tak, že k dispozici bude celý TDM bitový proud, jeho demodulovaný formát, demultiplexované TSCC informační bity a obnovený korigovaný vysílací kanál. Rádiové přijímače 29 se mohou vybavit identifikačním kódem pro jedinečné adresování každého přijímače. Přístup ke kódu mohou zajišťovat bity přenášené v SCH kanálu vysílacího kanálu. Pro mobilní provoz je rádiový přijímač 29 podle vynálezu schopen předvídat a téměř bez zpoždění obnovovat polohu MFP korelačních impulzů s přesností 1/4 symbolu po dobu až desé,ti sekund. Místní oscilátor časování symbolů, který má krátkodobou přesnost lepší než jedna ze 100 000 000, je s výhodou součástí rádiového přijímače, zvláště potom přenosného přijímače 29b.

« · • · · • · · • ♦ · ··* » · · • · · • · · σ3-3Έ7 ·· ··

Systém pro řízení satelitu a vysílacích stanic

Jak již bylo uvedeno výše, systém 10 může mít jeden nebo více satelitů 25. Na obr. 12 jsou zobrazeny pro názornost tři satelity 25a, 25b a 25c. Systém 10 s několika satelity s výhodou zahrnuje množství TCR stanic 24a, 24b, 24c, 24d a 24e rozmístěných tak, aby byl každý satelit 25a, 25b a 25c přímo viditelný ze dvou TCR stanic. TCR stanice označované obecně odkazem 24 jsou řízeny z řídicích zařízení oblastního vysílání (RBCF - Regional Broadcast Control Facílity) 238a,

238b a 238c. Každé z RBCF 238a, 238b a 238c se skládá z řídicího centra satelitu (SCC - Satellite Control Center) 236a, 236b a 236c, řídicího centra mise (MCC - Mission

Control Center) 240a, 240b a 240c a řídicího centra vysílání (BCC - Broadcast Control Center) 244a, 244b a 244c. Každé SCC řídí činnost vlastního a užitečného zatížení satelitu a je místem, kde se nachází velení kosmického segmentu s řídicími počítači a obsluhou. Zařízení je s výhodou obsluhováno po 24 hodin denně techniky vycvičenými v ovládání a řízení satelitů. SCC 236a, 236b a 236c sledují palubní prvky a v podstatě provozují odpovídající satelity 25a, 25b a 25c.

Každá TCR stanice 24 je s výhodou propojena přímo k odpovídajícímu SCC 236a, 236b nebo 236c pevným zálohovaným

PSTN okruhem.

Každé MCC je nakonfigurováno pro programování přiřazování kanálů kosmického segmentu, tj. přiřazování odchozích PRC frekvencí a příchozích PRC TDM úseků. Každé MCC

V každé z oblastí obsluhované satelitem 25a, 25b a 25c rezervuje příslušné RBCF 238a, 238b a 238c vysílací kanály pro zvuk, data a obraz, přiřazuje směrování kanálů kosmického segmentu přes řídicí .centrum mise (MCC) 240a, 240b a 240c, ověřuje dodávku služeb, což je důležité pro vyúčtování služeb provozovatelům vysílání, a zajišťuje vyúčtování provozovatelům vysílání.

• 9 » · * ·· *·

D£r-'3fi7 provádí jak dynamické, tak statické řízení. Dynamické řízení zahrnuje řízení časových oken přiřazování, tj. přiřazování zatížení kosmického segmentu na denním, týdenním nebo měsíčním základě. Statické řízení zahrnuje řízení, které se na denním, týdenním nebo měsíčním základě nemění. Prodejní oddělení, které má pracovníky prodávající kapacity kosmického segmentu v příslušné RBCF, poskytuje MCC data, která udávají dostupnou kapacitu a instrukce obsadit prodanou kapacitu. MCC generuje celkový plán obsazení doby a frekvencí v systému 10.

Plán se poté přeloží do instrukcí pro palubní směrovací přepínač 172 a pošle se k SCC pro vyslání k satelitu. Plán se může aktualizovat a vysílat k satelitu s výhodou každých 12 hodin. MCC 240a, 240b a 240c také sledují satelitní TDM signály přijaté sledovacím zařízením kanálového systému (CSME

- Channel System Monitoring Equipment) 242a, 242b a 242c.

CSME stanice ověřují, zda vysílací stanice 23 dodávají vysílací kanály v rámci specifikace.

Každé BCC 244a, 244b a 244c sleduje příslušné pozemní vysílací stanice 23, zda pracují správně v rámci tolerancí vybraných frekvencí, výkonu a zaměření antény. BCC se také mohou spojit s příslušnými vysílacími stanicemi a nesprávně pracující stanice odstavit. Služby technické podpory a zálohu činností každého z SCC s výhodou zajišťuje centrální zařízení

246.

signální protokol

V přednostním provedení vynálezu se informace, která se má vysílat k rádiovým přijímačům 29, formátuje do tvaru elektromagnetické vlny podle signálního protokolu, který má oproti stávajícím vysílacím systémům mnoho výhod. Zpracování informace pro vysílání a příjem je přehledně shrnuto na obr.

_ 13, na němž je zobrazen vysílací segment 250, kosmický segment 252 a rádiový segment 254 satelitního systému přímého ··· · * 9 t » · » φ fc

0S-3S7 ·..··..* ·· · rádiového vysílání 10 sestrojeného podle přednostního provedení vynálezu. Obě vrstvy, informační a transportní, systému 10 jsou popsány dále.

Počet kroků postupu formátování ve vysílacím segmentu

250 odpovídá těm již dříve popsaným. Například, (blok 256) kódovaného a prokládaného a přidání preambulí demultiplexování bitového proudu vysílacího kanálu primárních kanálů (blok 258) tak, aby vzniky primární kanály, 10 které se vysílají přes frekvenčně multiplexované odchozí spoje k satelitu 25, odpovídají postupu popsanému výše v souvislosti s obr. 3 a 4. Postup generování bitového proudu z různých složek služby (např. složek 260 a 262) přidáním řídicího záhlaví služby (SCH) 26Φ, šifrováním bitového proudu 15 266 a kódováním pro ochranu d^tpřednou korekcí chyb (FEC) (blok 268) však bude popsán podrobněji v souvislosti s obr.

Á

13, 14 a 15, na nichž je zoh>ťazeno přednostní provedení *5 vynálezu. Šifrování (blok 256 bude diskutováno také v $

•1 souvislosti s SCH a tabulkou 1. Podle vynálezu může vysílací služba zahrnovat zvukový program, video, data, statické obrázky, vyhledávací signály (paging), testovací data, , zprávy, panografické symboly a další. Služba se může skládat z Několika složek služby, které jsou na obr. 13 označeny 2_g0 a 262 a které dodává poskytovatel služby. První složkou může být například zvuk a druhou složkou může být text, jkterý se má zobrazovat na zobrazovací rádiových přijímačů, nebo obrazová data vztahující se k vysílanému zvuk^i. Dále, službu může tvořit jediná složka nebo i více než dvě složky služby. Služba 261 se zkombinuje s SCH 264 a .tak vznikne vrstva služby vysílacího segmentu. Podle vynálezu přiřazování složek služby (např. složek 260 a 262) v rámci služby' 261 řídí dynamicky SCH-. Jak bylo popsáno výše v souvislosti s obr. 4, bitový proud vysílacího kanálu má s výhodou periodu rámce 432 '*s » · · · » · · * ·· ·* ··· φ

US-387 milisekund. SCH 102 dle obr. 4 má η x 224 bitů a na služby

104 připadá π x 6912 bitů, celkem tedy η x 7136 bitů v rámci

100. Počet n je celková bitová rychlost služby dělená 16 000 bity za sekundu (bit/s).

Jak bylo uvedeno výše, složky služby 261 mohou přenášet zvuk nebo data. Bitová rychlost složky služby je s výhodou násobkem 8000 bit/s a pohybuje se mezí 8000 a 128 000 bit/s. Pokud je součet bitových rychlostí všech složek ve službě 261 nižší než bitová rychlost služby 261, vyplní se zbývající kapacita složkou výplňových bitů (padding component). Bitová rychlost výplňové složky služby v bit/s je tedy dána výrazem η x 16000 - suma[n(i) x 8000], i = 1, 2, . .N_sc, kde i je i-tá složka služby, která se skládá z N_sc složek, n(i) je bitová rychlost i-té složky služby dělená 8000 bit/s a n je bitová rychlost služby dělená 16 000 bit/s.

Složky služby a výplňová složka služby, pokud je použita, se s výhodou namultiplexuji do 432 ms rámce 100 (viz obr. 15) . Každé pole 270 se s výhodou opatří 8 bity z každé ze složek služby n(l), n(2), .. n(N_sc) a výplňové složky služby n(p), takže službu 261 tvoří sled polí 270 v rámci 100. Tímto způsobem se bity každé složky služby rozprostřou po celé délce rámce. Prokládání složek služby v rámci každého vysílacího rámce je výhodné při výskyLu náhodných shluků chyb. Výsledkem výskytu chyby je ve srovnání s jednoduchým časovým multiplexem bez prokládání ztráta pouze malé části prokládané složky.

Zvukovými složkami služby jsou s výhodou zvukové digitální signály získané algoritmy MPEG (Motion Picture

Expert Group), jako je MPEG 1, MPEG 2, MPEG 2.5, MPEG 2.5 vrstva 3 a jejich rozšíření pro nízké vzorkovací frekvence.

• · z φ φ φ * φφ φ· «φφ φ* ťfé-387

Pro zajištění zvuku v dobré kvalitě na 16 a 32 kbit/s je zvláště výhodné použít MPEG 2.5, vrstva 3, kódování. Kódování vrstvy 3 zlepšuje rozlišení spektra a kódování entropie. Zvukové digitální signály mají přednostně bitové rychlosti, jež jsou násobkem 8000 bit/s a leží mezi 8000 a 128 000 bit/s. Možné vzorkovací frekvence pro zvukové složky služby podle vynálezu jsou 48 kHz nebo 32 kHz v MPEG 1, 24 kHz nebo 16 kHz v MPEG 2, či 12 kHz a 8 kHz v MPEG 2.5. Vzorkovací frekvence jsou s výhodou synchronizovány s bitovou rychlostí složky služby. Rámcování MPEG kodéru je synchronizováno na SCH. Tedy, první bit zvukové složky služby v rámci 100 vysílacího kanálu je prvním bitem záhlaví MPEG rámce.

Složky digitální služby mohou zahrnovat i jiné typy služeb, které nejsou MPEG kódovaným zvukem, například obraz, zvuk, který neodpovídá vlastnostem popsaným výše v souvislosti se zvukovými složkami podrobenými MPEG kódování, zprávy, datové soubory a jiné. Složky digitální služby mají bitové rychlosti, které jsou násobkem 8000 bit/s a mohou ležet v rozmezí od 8000 bit/s do 128 000 bit/s. Složky digitální služby se zformátují tak, aby bylo ke službě 261 možné přistupovat pomocí datových polí definovaných v SCH. Popis SCH datových polí je uveden v následující tabulce 1.

SCH se skládá ze čtyř typů skupin polí, tj. preambule služby (Service Preamble), řídicí data služby (Service ContXOl Dsts.) _f óčits složsk sljžby (Ssjtvícs CorPuporisut

Control Data) a pomocné služby (Auxiliary Service). Obsah SCH udává následující tabulka 1:

• ·· · · *

9· 99

US-387

Tabulka 1 - Řídicí záhlaví služby (SCH)
Skupina	Název pole	Délka (bit)	Obsah
Preambule služby	Preambule služby	20	0474B(hex)
Řídicí data služby	Index bitové rychlosti (BRI) (BRI = n)	4	Bitová rychlost služby dělená 16 kbit/s 0000: není platné 0001: 16 kbit/s * * * B 1000: 128 kbit/s 1001 - 1111: vyhrazeno | pro budoucí použití (RFul - reserved for future I use) |
Řídicí data služby	Řízení šifrování	4	0000: není šifrováno l 0001: statický klíč | 0010: ESI, společný J klíč, předpl. perioda A J (použít UC set A) I 0011: ESI, společný 1 klíč, předpl. perioda Β I (použít UC set Β) I 0100: ESI, klíč pro konkrétní vysílací kanál, předpl. perioda A (použít UC set A) 0101: ESI, klíč pro konkrétní vysílací kanál, předpl. perioda B (použít UC set B) jiné: RFU
Řídicí data služby	Ukazatel 1 obsahu pomocného pole (ACH)	5	00(hex): nepoužit nebo neznámý 01(hex): volič 16 bitového šifrovacího klíče ΓΊ ΤΎΤ t 1 G UZL 111CA/ . WJO Π K.OQ I 03(hex): reference na přidružený vysílací kanál (PS návěst a ASP) 04(hex) až lF(hex): RFU
Řídicí data služby	Ukazatel 2 obsahu pomocného pole (ACI2)	7	00(hex): nepoužit nebo neznámý 01(hex): volič 64 bitového šifrovacího klíče 02(hex): návěští služby, posloupnost založená na ISO-Latin 1 03(hex) až 7F(hex): RFU [

i i · ·· ·· • · * • · ·

US-387 ··· ··

Tabulka 1 - Řídicí záhlaví služby (SCH) |
Skupina	Název pole	Délka (bit)	Obsah
Řídicí data služby	Počet složek služby (Nsc)	3	000: jedna složka 001: dvě složky služby 111: osm složek služby
Řídicí data služby	Pole 1 pomocných dat (ADF1)	16	Datové pole s obsahem daným ACH
Řídící data služby	Startovací návěst (SF) ADF2 multirámce	1	1: první segment multirámce nebo není multirámec 0: střední segment multirámce
Řídicí data služby	Poíe posunutí a délky ADF2 segmentu (SOLF)	4	Pokud je SF=1 (první segment), obsahuje SOLF celkový počet segmentů multirámce mínus jedna. 0000: jednosegmentový multirámec (nebo není multirámec) 0001: 2-segmentový multirámec 1111: 16-segmentový multirámec Pokud je SF=0 (střední segment), obsahuje SOLF posunutí (offset) segmentu. SOLF hodnoty jsou 1, 2, ..celkový počet segmentů multirámce -1. J
Řídicí data služby	Pole pomocných dat 2 (ADF2)	64	Datové pole s obsahem daným ACI2
Řídicí data složek služby	Pole řízení složek služby (SCCF)	Nsc*32	Každá složka služby má SCCF, obsah SCCF udává tabulka 3
ÍPomocná služba	Dynamická návěští	proměnná: n*224-128 -Nsc*32	Bitový proud

Preambule služby má s výhodou délku 20 bitů a vybere se tak, aby v průběhu, například, realizace autokorelačních technik, vykazovala dobré synchronizační vlastnosti. Jak je ukázáno v tabulce 1, je preambule služby s výhodou 0474B · 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 *-387 ·· ·· rychlosti hexadecimální. Další součástí SCH je index bitové (Bit Rate Index) BRI, který má s výhodou délku 4 bity a udává bitovou rychlost služby dělenou 16 kbit/s. Například 000 může znamenat, že v aktuálním rámci se nepřenáší žádná platná 5 data (nebo výplňová data, která je možno ignorovat). BRI o hodnotě 0001 může znamenat, že služba data přenáší rychlostí 16 kbit/s a 1000 128 kbit/s. BRI tedy označuje počet 16 000 bit/s složek, z nichž se skládá rámec 100 vysílacího kanálu. SCH s výhodou zahrnuje také pole pro 10 řízení šifrování. Například, jedna 4-bitová hodnota může ukazovat, že digitální informace v části 104 služeb aktuálního rámce 100, ke kterému přísluší SCH 102, nebyla zašifrována. Další 4-bitové binární hodnoty mohou ukazovat, jaký typ klíče byl pro zašifrování dat vysílacího kanálu 15 použit. Šifrování se může provádět pomocí buď společného klíče nebo konkrétního klíče pro konkrétní vysílací kanál.

Podle aspektu vynálezu se může SCH 264 opatřit polem pomocných dat (ADF1 - Auxiliary data field) a ukazatelem obsahu pomocného pole (ACH - Auxiliary field contents indicator), které poskytovateli služby umožní řídit zvláštní funkce příslušné službě 261. ADF1 a ACH se mohou měnit od rámce 100 k rámci 100 a závisí pouze na poskytovateli služby. Obsahem ACH je s výhodou volič šifrovacího klíče, kód rádiového datového systému RDS (např. RDS PI kód) nebo data pro odkazy na přidružené vysílací kanály.

Pro šifrovací aplikace lze využít dva různé klíče, klíč o délce 16 bitů pro slabší zabezpečení a pro vyšší stupeň zabezpečení další klíč o délce 64 bitů. Konkrétní 16-bitový klíc je v závislosti na ukazateli ACH přenášen v poli ADF1 a konkrétní 64 bitový klíč je obsahem dalšího pole pomocných dat, které je podrobněji popsáno dále a je označeno ADF2. Použití 16-bitového nebo 64-bitového klíče si volí poskytovatel vysílání. Bitová délka klíče se může měnit od ·♦* · » • Μ * ·· ·· i I · · · ··· · · ·· ϊ □S-387 rámce 100 k rámci 100 vysílacího kanálu podle přání poskytovatele vysílání. Voličem klíče v poli ACH může být například vzduchem předávaný (over-the-air) kód dešifrovacího klíče, který má tři části: kód uživatele pro individualizaci uživatele služby, kód hardware pro jedinečnou identifikaci rádiového přijímače a vzduchem předávaný kód nebo volič klíče (KS - Key selector). Dešifrování zašifrované služby je potom možné pouze v případě, že jsou k dispozici všechny tři části. Kód rádiového datového systému (např. RDS

PI kód) se v současnosti používá pro frekvenční modulaci nebo FM vysílání. RDS PI kód může do ADF1 pole vložit poskytovatel vysílání proto, aby umožnil simultánní vysílání programu po FM frekvencích.

Podle aspektu vynálezu se může služba 261 ve vysílacím kanálu označit jako primární část služby vysílané ve více vysílacích kanálech. Tím, že se k primární službě přidruží služby sekundární, lze rozšířit efektivní šířku pásma služby 261. Spolu s primární službou přenáší další vysílací kanály přidružené sekundární služby, které lze obecně přijímat jen příslušně vybaveným rádiovým přijímačem 29 (tj. přijímačem s více než jedním zařízením pro obnovu kanálu). ADF1 obsahuje informaci, pomocí které lze rozlišit, zda jde o primární nebo sekundární službu. Informaci s výhodou tvoří primární/sekundární návěst, či PS návěst, a pole ukazatele přidružené služby (ASP - Associated Service Pointer). PS návěst ss s výhodou nsstsvi. Π3. 1 (B) v připsdě, žs sIužídq 261 v rámci 100 přísluší primární službě, a na 0(B) v případě, že služba 261 primární službou není; jinak řečeno, primární služba se přenáší v rámcích jiného vysílacího kanálu. Hodnoty PS návěsti a ASP vysvětluje následující tabulka 2.

• ϊ · · ··

ΦΦΦ φ » φ « *

ΦΦ φ

ΦΦΦ φ

··

US-387

(Tabulka 2 - Pole pomocných dat 1 (ADFl)
1 Přiřazení	Délka (bit)	Obsah
(Nepoužito	4	0000
1 Primární/Sekundární |návěst (PS návěst)	1	1: primární složka 0: není primární
Ukazatel přidružené služby (ASP)	11	000(hex): není odkaz na další službu jiný: identifikátor vysílacího kanálu přidružené služby (viz TSCC - Řídicí kanál časových úseků)

Tedy, Ρ3 návěst v ADFl SCH múze být Ο (Β) v případě, že služba 261 je částí sekundární služby, nebo v případě, že se právě nepřenáší žádná primární ani sekundární služba. Pokud vysílací kanál přenáší primární službu, opatří se ASP v ADFl poli SCH rámců 100 ve vysílacím kanálu identifikátorem vysílacího kanálu (BCID - Broadcast channel identifier) sekundární služby. BCID bude podrobně popsáno dále.

V případě, že jsou primární službě přidruženy více než dvě sekundární služby, opatří se ASP pole v ADFl poli v SCH příslušné sekundární služby BCID další sekundární služby, atd. Jinak se ASP opatří BCID primární služby. Dále, PS návěst v ADFl poli v SCH rámce 100 jiných vysílacích kanálů, které tvoří složky sekundárních služeb, se nastaví na 0(B) . Primární a sekundární kanály lze přijímat rádiovými přijímači, které mají více než jedno zařízení pro obnovu kanálů. Takové přijímače mohou například přehrávat zvukový pořad přijímaný po prvním kanálu a zároveň i související obrazová data přijímaná po kanálu druhém.

Podle dalšího aspektu vynálezu se SCH 102 v každém rámci

100 vysílacího kanálu opatří dalším polem pomocných dat (dále jen ADF2) a dalším ukazatelem obsahu pomocného pole pro ADF2 (dále jen ACI2) pro přenášení multirámcových informací v rámcích 100 jiných vysílacích kanálů v ADF2. Segment, který ♦ ·· » 4 to * •to toto • to to toto» · · ’ ζ to to · to • toto * *4 *

US-387 zahrnuje multirámcovou informaci, nemusí ležet v souvisejících rámcích vysílacího kanálu. ACI2 zahrnuje bity, které ukazují, který z počtu 64 bitových šifrovacích klíčů je obsahem ADF2. ACI2 může také obsahovat návěští služby, jako je ISO (International Standard Organisation) návěští (např. posloupnost založená na ISO-Latin-1). Jak je naznačeno v tabulce 1, ADF2 zahrnuje startovací návěst (SF Start Flag) a pole posunutí a délky segmentu (SOLF - Segment Offset and Length field). SF je s výhodou jednobitová a nastaví se na první hodnotu, např. na 1, pokud ADF2 zahrnuje první segment vícerámcové posloupnosti. ADF2 SF se nastaví na 0 například tehdy, když obsah ADF2 tvoří střední segment multirámcové posloupnosti. SOLF má s výhodou délku 4 bity a označuje, který z celkového počtu multirámcových segmentů je obsahem aktuálního ADF2 pole. SOLF může sloužit jako přírůstkový čítač, který ukazuje, který z celkového počtu multirámcových segmentů je v ADF2 právě přenášen. Druhé pole pomocných dat ADF2 je užitečné například pro přenášení textových zpráv spolu s rádiovým vysíláním. Textové zprávy se mohou zobrazovat na zobrazovači rádiového přijímače 29.

Řídicí záhlaví služby SCH je opatřeno také informací pro řízení příjmu jednotlivých složek služby z rámce vysílacího kanálu v rádiových přijímačích 29. SCH má pole počet složek služby (N_sc), které udává počet složek služby (např. složek 260 a 262 dle obr. 13), které dohromady tvoří část 104 služeb / „ t_ ,- Λ \ X — - Ί Λ Λ ______XV- „ 4 Ί _{A A} ί 4- _{A Λ} 4 O D ΤΊ « X _n 4ψυΐ , 4 ; lanibc ycnciuvancnu ve v y o j_ ιαυι ουαηιυι.

složek služby N_sc je v SCH s výhodou vyjádřen třemi bity. V přednostním provedení vynálezu může rámec přenášet až osm složek. Výplňové bity, tzn. výplňová složka služby, se do parametru N_sc s výhodou nezahrnuje. Dále SCH zahrnuje pole řízeni složek služby, dále jen SCCF (Service Component Control Field), které obsahuje data pro každou složku v rámci. SCCF má s výhodou délku N_sc x 32 bitů pro každé SCH.

Jak bylo uvedeno výše v souvislosti s obr. 14, každý rámec ··· *

• · · * ·· • · ·

US-387

100 vysílacího kanálu může zahrnovat dvě nebo služby, které se namultiplexují do každého z množství datových polí 270. SCCF obsahuje pro každou složku služby v rámci data, která usnadňují demultíplexování složek služby 5 v rádiových přijímačích 29 (viz tabulka 3). Jinak řečeno, SCH má SCCF pro každou složku služby. Podle vynálezu je SCCF jedinou částí SCH, která je mění podle konkrétní složky služby.

více složek

Tabulka 3 - Pole	řízení složek služby (SCCF)
Název pole	Délka (bit)	Obsah
SC délka	4	Bitová rychlost složky služby dělená 8 kbit/s: 0000: 8 kbit/s 0001: 16 kbit/s 1111: 128 kbit/s
SC typ	4	Typ složky služby: 0000: MPEG kódovaný zvuk 0001: obecná data (bez konkrétního formátu) 0100: JPEG kódovaný obraz (TBC) 0101: pomalé video (H.236) 1111: neplatná data jiné: RFU
Šifrovací návěst	1	0: nezašifrovaná složka služby 1: zašifrovaná složka služby Pozn.: Pokud je Řízení šifrování = 0, šifrovací návěst se ignoruje
Typ programu	15	Typ hudby, řeči, apod.
Jazyk	8	Jazyk složky služby

Jak je ukázáno v tabulce 3, každé SCCF zahrnuje 4-bitové .pole délky složky služby (SC - Service Component), které udává bitovou rychlost složky služby dělenou 8000 bit/s. Například, 0000(B) může představovat SC délku lx 8000 bit/s a 1111 (B) může představovat SC délku 16x 8000 bit/s, čili

128 000 bit/s. Pole SC délky je důležité pro demultíplexování v rádiových přijímačích 29, protože bez znalosti rychlosti složky služby nemají rádiové přijímače 29 pro určení toho, kde se v rámci 100 složky služby nachází, mimo velikosti v » • 9

99 • ·»· • · »·· ··

Vs*-á7 datových polí 270 (obr. 14) jiný prostředek. Dalším polem v 32-bitovém SCCF je pole Typ SC, které má rovněž výhodně délku 4 bity. Pole SC typ identifikuje typ složky služby. Například 0001(B) může představovat tu složku služby v části 104 služeb rámce 100, která je MPEG kódovaným zvukem. Jiná binární čísla v poli SC typ mohou označovat složku služby jako JPEG kódovaný obraz, pomalé video (např. CCITT H.263 standardní video), neplatná data (tj. data, která mají přijímače 29 ignorovat) nebo jiné typ dat a služeb. 1-bitová šifrovací návěst v SCCF ukazuje, zda byla konkrétní složka služby zašifrována či nikoliv. SCCF každé složky služby je opatřeno také polem Typ programu, které obsahuje bity pro identifikaci typu programu, ke kterému složka služby patří. Nakonec, pole Jazyk obsahuje bity, které identifikují jazyk, ve kterém byl program vyroben. Typ programu může být mimo jiné například hudba, řeč, reklama pro zakázané produkty, atd. Tedy, země, které například nedovolují požívání alkoholu, mohou použít pole Typ programu k zablokování příjmu reklamy týkající se alkoholu vysílané z vysílacích stanic 23 k přijímačům 29 tím, že se přijímače 29 naprogramují tak, aby ignorovaly vysílaná data s konkrétním kódem typu programu.

Podle provedení vynálezu popsaného s odkazy na obr. 13 až 15 a tabulky 1 až 3 může mít každý vysílací kanál z vysílací stanice 23 více než jednu složku služby (např. složky 260 a 262). Elektromagnetická vlna a signální protokol podle vynálezu jsou výhodné z několika důvodů. 7,a prvé, služby 261 vysílané z různých vysílacích stanic 23 nemusí být synchronizovány na jednotnou referenční bitovou rychlost, protože každý PRC je opatřen záhlavím, které umožňuje vyrovnání rychlosti na palubě satelitu 25. Vysílací stanice tedy mohou být jednodušší a levnější, neboť nemusí být vybaveny schopností synchronizace na jediný referenční zdroj. Bity každé ze složek služby se můltiplexují, tj. prokládají se po celém rámci 100 tak, aby se složky služby rozprostřely • ··♦ • *

000 00 po celé délce rámce 100. Pokud potom dojde k výskytu shluku chyb, ztratí se jen malé části složek služby.

Jak bylo uvedeno výše, zahrnuje SCH čtyři různé typy 5 skupin polí, z nichž tři již byly vysvětleny. Skupinu polí typu pomocných služeb (Auxiliary Service) tvoří bytový proud dynamického návěští s proměnnou délkou. Délka bytového proudu dynamického návěští je s výhodou π x 224 - 128 - N_sc x 32. Bytový proud dynamického návěští je sériový proud bytů, který lze použít pro přenášení pomocných informací. Dynamická návěští mohou obsahovat text nebo obrazovky a představují sériový proud bytů pro obecné použití. Jinak řečeno, byty dynamického návěští jsou součástí celého vysílacího kanálu a nesouvisí pouze s konkrétním naladěným programem. Bytový proud dynamického návěští může například přenášet nabídku služeb, která se může zobrazovat na zobrazovací rádiového přijímače 29. Bytový proud dynamického návěští představuje vedle výše popsaných polí pomocných dat ADFl a ADF2 další způsob, jak lze podle vynálezu komunikovat s rádiovými přijímači mimo část 104 služeb každého vysílacího rámce 100.

Na obr. 15 jsou podrobněji zobrazeny složky 261, 264,

265 a 266 obsažené ve vrstvě služby vysílacího segmentu 250 dle obr. 13. Jak je ukázáno na obr. 15, vysílací kanál se kláda z jedné nebo více složek služby označených obecně odkazem 272, které se ve 274 kombinují. Vybraná složka služby co i7í=« 976 7^ ζ -i frnvAt nřpd ťim n^7 ςρ k ínfnrmAn slnžbv _v --------- £- - — — - — / ------------ — — přidá SCH 278. Jak bylo popsáno v souvislosti s tabulkou 1, obsahuje SCH 278 preambuli 280 služby. SCH 278 zahrnuje řídící data 282 složek služby včetně SCH pole, které udává počet složek služby v rámci, a pole řízení složek služby či SCCF. Data 284 řízení služby obecně obsahují SCH pole, která se týkají BRI a řízení šifrování. Nakonec, SCH 278 zajišťuje také pomocné služby 286, které tvoří pole pomocných dat ADFl a ADF2 a jejich příslušné ACH a ACI2 a startovací návěst * · · • · · ♦ ♦ ··· ♦ · • » ··· *·

EJS-38.7 (SF) a SOLF příslušné ADF2. Mezi pomocné služby 286 patří také bytový proud dynamického návěští. Pomocné služby 286 přináší prostředek pro komunikaci s rádiovými přijímači pomocí více rámců v jednom vysílacím kanálu, což je případ pole pomocných dat ADF2, v SCH dvou nebo více vysílacích kanálů, což je případ pole pomocných dat ADF1, a napříč celým vysílacím kanálem v případě bytového proudu dynamického návěští. Informace služby a připojené SCH se následně náhodně zašifrují v bloku 288. Generátor pseudonáhodné posloupnosti (PRS - Pseudorandom sequence) či scrambler 290 (viz obr. 16) s výhodou slouží k náhodnému zašifrování dat vysílacího kanálu. Generátor 290 se s výhodou použije i v případě, že byla služba zašifrována již pro utajení. Generátor vytváří pseudonáhodnou sekvenci, která se bit po bitu modulo 2 přičítá k sekvenci rámce vysílacího kanálu. Pseudonáhodná posloupnost má s výhodou generační polynom X⁹ + X⁵ + 1.

Pseudonáhodná posloupnost se v každém rámci 100 inicializuje hodnotou 111111111(binární), která se použije na první bit rámce 1Q0. Generátor 290 tak vytváří opakovatelný náhodný bitový proud, který se přičítá k vysílacímu bitovému proudu ve vysílací stanici 23, aby se tak zastřely nebo rozbily bitové řetězce se vzorem jedniček a nul, které by mohly způsobit potíže při demodulaci v rádiových přijímačích 29. Stejný opakovatelný náhodný bitový proud se podruhé přidává v rádiových přijímačích 29, čímž se v podstatě z přijatých dat získává zpět původní bitový proud.

Transportní vrstva rádiového segmentu 254, která je potřeba pro obnovu symbolů z přijatého TDM datového proudu (viz bloky 292 a 294 na obr. 13) a rekombinaci symbolů do původního vysílacího kanálu (blok 296) byla popsána výše v souvislosti s obr. 10. Co se vrstvy služby rádiového segmentu 254 (obr. 13) týká, bude nyní s odkazy na obr. 17 popsána složka služby ž části 104 služeb rámce 100 a SCH 102.

• · φ φ • ΦΦΦ • φ • ta ··

LeS-38·?

• · φ • » · «φ

Z bitového proudu, který se skládá z rámců 100, se pomocí modulo 2 generátoru 290 (byl popsán výše v souvislosti s obr. 16) odstraní pseudonáhodná posloupnost v bloku 2 98. Řídicí záhlaví služby 278 se oddělí ještě před dešifrováním (blok 300) těch složek služby, které byly ve vysílací stanici zašifrovány. Jak je ukázáno na obr. 15 a 17, dynamické řízení (bloky 273 a 27 5 na obr. 15 a bloky 301 a 303 na obr, 17) umožňuje poskytovateli služby výběrově řídit obsah SCH 278. Jinak řečeno, poskytovatel vysílání může měnit řídicí informaci šifrování rámec od rámce, či dokonce složku od složky. Obdobně může poskytovatel služby měnit obsah pomocných polí ADFl a ADF2 a jim příslušných polí (ACH pro ADFl a ACI2, SF a SOLF pro ADF2) . Jak bylo uvedeno výše, sdružení primární vysílací služby a jedné nebo více sekundárních vysílacích služeb se může, stejně jako vysílání multirámcových sekvencí v poli ADF2 a řízení šifrování, měnit dynamicky.

Transportní vrstva vysílacího segmentu 256 je zobrazena na obr. 18 (vrstva služby byla popsána v souvislosti s obr. 15). Transportní vrstva vysílacího segmentu 250 se s výhodou skládá z vnější transportní vrstvy 306, spojové transportní vrstvy 308 a vnitřní transportní vrstvy 310. Vnější transportní vrstva 306 může být vzhledem k vnitřní transportní vrstvě 310 vzdálená. Spojová transportní vrstva 308 zahrnuje všechny funkce potřebné k vysílání po komunikačních spojích. V rámci transportní vrstvy se vysílací kanál předtím, než se demultiplexuje do primárních kanálů s rychlostí 16 kbit/s, s výhodou zakóduje pro ochranu dopřednou korekcí chyb (FEC) pomocí zřetězeného Reed-Solomon kódování a prokládání (bloky 312 a 314). FEC zakódovaný vysílací kanál se tedy mezi vnější transportní vrstvou 306 a vnitřní transportní vrstvou 310 přenáší v podobě chráněného vysílacího kanálu (viz obr. 18).

• · «99 · 9

9 • 99 ·· * í)S-3&?

9 9

Na obr. 19 je ukázán bitový proud zpracovaný vnější transportní vrstvou 306 a bitový proud zpracovaný vnitřní transportní vrstvou 310. Vysílací kanál 316 a primární kanály 318 se s výhodou vztahují ke stejné časovači referenci. Další

Reed-Solomon kódování a prokládání je s výhodou synchronizováno s SCH. Primární kanály vysílacího kanálu se s výhodou synchronizují tak, aby preambule služby popsané výše v souvislostí s tabulkou 1 měla takovou polohu, aby ji bylo možné nazvat preambulí primárního kanálu (viz obr. 4).

Reed-Solomon (255/223) kódování 312 prováděné ve vysílací stanici 23 (např. blok 80a na obr. 3) se s výhodou provádí po 8-bitových symbolech a slouží jako vnější kód zřetězeného kódovacího procesu.

Generační polynom kódu je s výhodou:

g(x) = ΓΚχ-α¹), j=0. .31, kde α je kořen F(x) = χ⁸ + χ⁴ + χ³ + χ² + 1.

Kódování se provádí na množině (1,a¹,a²,a³,a⁴,a⁵,a⁶,a⁷}.

Každý symbol se interpretuje jako:

[u₇, u₆, u₅, u₄, u₃, u₂, Ui, u₀], u₇ je nej významně j ší bit (MSB Most significant bit), kde u_x je koeficient a¹, atd.:

u₇*a⁷ + uRa⁶ + u5hx⁵ + u4*a⁴ + u3*a³ + u2*a² + uRa¹ + uo

Kód je systematický, to znamená, že prvních 223 symbolů jsou informační symboly. Před kódováním se první symbol v čase přiřadí x²²² a poslední symbol x°. Posledních 32 symbolů jsou redundantní symboly. Po kódování se prvnímu symbolu v čase přiřadí x³¹ a poslednímu symbolu x°.

Blokové prokládání 314 (interleaver) š přednostní hloubkou čtyř Reed-Solomon (RS) bloků je dalším v zřetězeném

9 ;;: :j ijs-5á7.!!..í kódovacím procesu. RS kódování 312 a prokládání 314 pracuje následovně:

Předpokládejme, že Sy(m) je m-tý 8-bitový symbol z 892 5 symbolů 320, které se mají RS zakódovat (viz obr. 20) . RS kódování se provádí na následujících čtyřech množinách 223

	s;	ymbolů (blok	322 na obr. 20):
		Množina 1	Sy (1), Sy (5), Sy (9), . .	.,Sy(l+4*m),	. .. Sy(889);
10	m	=0, 1, ...	222;
		Množina 2	: Sy(2),Sy(6),Sy(10),..	.,Sy (2+4*m),	... Sy(890);
	m	= 0, 1, ...	222;
		Množina 3	: Sy(3),Sy(7),Sy(11),..	.,Sy(3+4*m),	... Sy(891);
	m	= 0, 1, ...	222;
15		Množina 4	: Sy(4),Sy(8),Sy(12),..	.,Sy(4+4*m),	... Sy(892);
	m	- 0, 1, ...	222.
		Ke každé	množině je připojeno	32 symbolů	(8-bitových)

redundantních dat, jak je naznačeno odkazy 324, 326, 328 a

330 na obr. 23.

Množina 1: R (1), R (2) , R (3) , . . ., R(32) ; Množina 2: R(33),R(34),R(35),...,R(64); Množina 3: R(65),R(66),R(67),...,R(96); Množina 4: R (97),R(98),R(99),...,R(128).

Výstupní proud symbolů má tedy, jak je ukázáno na obr. 20, následující obsah: Sy(1), Sy(2), Sy(3), ..., Sy(892),

R(l), R(33), R(65), R(97), R(2), R(34), R(66), ..., R(j),

R(j+32), R(j+64), R(j+96), ..., R(32), R(64), R(96), R(128), kde j=l, 2, ...,32. Tedy, rámec chráněného vysílacího kanálu přijímá díky Reed-Solomon redundantnosti navíc 1024 bitů na

7136-bitový vysílací kanál 316 (blok 334 na obr. 19) . První bit Sy(l) je s výhodou prvním bitem preambule služby (viz tabulka 1) vysílacího kanálu.

t * » t $S-38?.··..· • i »·· ·*

Po prokládání 314, které probíhá ve vnější transportní vrstvě 306 ve vysílací stanici 23, následuje Viterbi konvoluční kódování (podíl 1/2, k=7), viz obr. 21, které s výhodou slouží jako vnitřní kódování zřetězeného kódovacího procesu. Generační polynomy jsou gi = 1111001 binární (B) a g₂ = 1011011 (B) . Každý blok 336 na obr. 21 představuje zpoždění jeden bit. Modulo- 2 součtové členy 338 a invertor 340 se realizují tak, aby výstupem kodéru dle obr. 21 byly s výhodou g_: a g₂. Pro každý vstupní bit se generuje symbol s přepínačem Sw v poloze 1 a poté v poloze 2.

Viterbi kodér 342 (obr. 18) generuje bitové proudy, které se následně demult-g plexu j í ve vnitřní transportní vrstvě 310. Demultiplexer 344 s výhodou dělí kódovanÓ Z, vysílací kanály do primárních kanálů, z nichž každý má bitovou rychlost 38 000 bit/s (viz obr. 22). Rámec chráněnéhó _f vysílacího kanálu (viz obr. 19) tvoří celkem η x 8160 bitů, tj. η x 7136 bitů pro vysílací kanály a, jak je naznačeno blokem 346 na obr. 22, 1024 bitů pro RS redundantnost. Pro účely demultiplexování jsou symboly S(l), S(2), atd.

dvoubitové symboly z. FEC-kódovaného vysílacího kanálu. . S(l) je, jak je naznačeno, bloke^i 348 na obr. 22, s výhodou první f f

symbol, který se má.., vložit do prvního primárního kanálu.,, ?

' ' A

Tedy, výsledkem demultiplexování je obsah i-tého primárního kanálu v podobě

Sfi), S(i+n), S(i+2*n)-, ..., S(i+p*n), ..., S(i+8159*n), í, kde p je od 0 do 8159, jak je naznačeno blokem 350 na obr.

22. Vysílací kanály se · s výhodou demultiplexuj í do n v'· primárních kanálů. Počet bitů z FEC-kódovaného vysílacího kanálu v každém z primárních kanálů je s výhodou 16 320 bitů na periodu rámce. Primární kanály se poté, jak je naznačeno blokem 352 na obr. 18, opatří preambulí primárního kanálu.

: iJs-3^7 :: :

·· · ·· ·· kanálu jsou * *·· » • · ·· *v

Preambule primárních kanálů příslušné vysílacímu s výhodou všechny současné. Délka preambule primárního kanálu je, jak bylo popsáno výše v souvislosti s obr. 4, s výhodou 96 bitů nebo 48 symbolů. Hodnotou preambule primárního kanálu 5 je s výhodou 14C181EAC649(hex), kde nej významnějším bitem je první vyslaný bit. Preambuli primárního kanálu s výhodou tvoří stejné současné 48-bitové posloupnosti v obou I a Q složkách QPSK modulace 86 (obr. 3).

Pokud není chráněný vysílací kanál k dispozici, vygeneruje vnitřní transportní vrstva 310 předstíraný (dummy) vysílací kanál. Předstíraný vysílací kanál má stejnou bitovou rychlost a stejnou periodu rámce jako vysílací kanál, jenž nahrazuje. Předstíraný vysílací kanál zahrnuje pseudonáhodnou sekvenci a SCH, které je omezeno pouze na preambuli služby a BRI s hodnotou 0. Pseudonáhodná posloupnost se vytvoří v generátoru, například v PRS generátoru 290 dle obr. 16, s pomocí stejného generačního polynomu.

Jak bylo uvedeno výše, spojová transportní vrstva 308 je pro chráněný vysílací kanál v digitálním formátu s výhodou transparentní. Tato vrstva 308 spojuje vnitřní a vnější transportní vrstvu 310 a 306, které se mohou nacházet v různých místech. Spojová transportní vrstva může tedy zahrnovat komunikační spoje. Vnější transportní vrstva 306 slouží k ochraně signálu před chybami, které mohou vzniknout v snnvisInRťi s komunikačními κηηίί . Pokud íson chvbv

- - ' . . . . _L- - . _!> · · J J způsobené komunikačními spoji početné, je možné použít vyšší úroveň ochrany. Chráněný vysílací kanál se může chránit například dalším FEC kódem nebo se může přijatý chráněný vysílací kanál Reed-Solomon dekódovat, opravit a před vstupem do vnitřní transportní vrstvy 310 znovu Reed-Solomon zakódovat.

• · vynálezu • · · · * • ··· · ♦ 4

4 4 4

Μ 49 ft·

Jak bylo popsáno výše, přenáší systém 10 podle informace dvěma způsoby - buď je i zpracovává nebo je pro ně transparentní. Transportní vrstva vysílacího segmentu 250 transparentní mise s výhodou zahrnuje transportní vrstvu 5 vysílacího segmentu a transportní vrstvu kosmického segmentu zpracovací mise. Většina opakovaného vyrovnání vysílaných signálů (tj. vyrovnání rámců na palubě satelitu 25) však není pro transparentní misi potřeba, protože všechny vysílací kanály obvykle vychází z jednoho střediska a časový rozdíl 10 mezi množstvím vysílacích stanic 23 tedy neexistuje.

Nyní popíšeme transportní vrstvu kosmického segmentu 252 dle obr. 13. Transportní vrstva kosmického segmentu přijímá, jak je naznačeno blokem 354 na obr. 13, primární kanály od vysílacích stanic 23. Transportní vrstva kosmického segmentu, dále obecně označovaná odkazem 356, je zobrazena na obr. 23. Jak bylo popsáno výše v souvislosti s obr. 7, primární kanály se před směrováním do vybraných příchozích paprsků a časovým multiplexováním pro TDM vysílání směrem k zemi musí vyrovnat.

Proces vyrovnání rychlostí je obecně naznačen blokem 356 na obr. 23. Přepínání a směrování na palubě satelitu, které bylo vysvětleno výše v souvislosti s obr. 8, je naznačeno blokem 358 a časové multíplexování blokem 360. Řídicí kanál časových úseků (TSCC - Time Slot Control Channel) 362 se do časově multiplexovaného či TDM bitového proudu vloží na úrovni kosmického segmentu 252. Řídicí kanál časových úseků (TSCC) ΗνιΗθ poó.2?oi3ně popsán nižs. Mu I_ t i ρ 1 θ x o V3. η έ pirirnáimí. Jísnáij-⁷ 3 TSCC 362 se zašifrují (blok 364) . V 366 se k ním připojí hlavní preambule rámce (MFP - Master Frame Preamble), která je potřebná pro TDM synchronizaci v rádiových přijímačích 29.

Perioda TDM rámce je s výhodou 138 ms, jak je ukázáno na obr.

24. Hlavní preambule rámce má s výhodou délku 192 bitů či 96 'symbolů. Řídicí kanál časových úseků má přednostně 4224 bitů.

• φ φ * i · · Φ Φ Φ φ ΦΦΦ · · · * * *· φ

·..· €S-38X··..·

Proces vyrovnání symbolové rychlosti prováděný na palubě satelitu 25 a popsaný výše v souvislosti s obr. 7, je dále vysvětlen na obr. 25. Vyrovnání rychlosti probíhá mezi nezávislými odchozími kanály přijatými od různých vysílacích stanic 23 a jeho úkolem je vyrovnat časové rozdíly mezi referenčními bitovými rychlostmi jednotlivých vysílacích stanic 23 a TDM referenční rychlostí satelitu. Použití procesu vyrovnání rychlostí je výhodné v tom, že není potřeba synchronizovat všechny vysílací stanice 23 na jedinou referenční rychlost. Díky tomu mohou být vysílací stanice vybaveny jednodušším a tudíž levnějším zařízením. Jak bylo vysvětleno výše na obr. 7, je podstatou procesu vyrovnání rychlosti úprava délky preambule primárního kanálu. Na začátku preambule se buď odstraní nebo přidá jeden bit, případně se preambule ponechá nezměněna. PRC bitový proud 368 ukazuje případ, kdy mezi referenční rychlostí satelitu a referenční rychlostí vysílací stanice 23 není žádný rozdíl. PRC bitový proud 370 ukazuje případ, kdy byla do preambule vložena 0, takže se preambule prodloužila na 49 symbolů, aby se vyrovnalo zaostávání referenční rychlosti vysílací stanice 23 za referenční rychlostí satelitu o jeden symbol. Pokud referenční rychlost satelitu o jeden symbol zaostává za referenční rychlostí vysílací stanice 23, ubere se z 48symbolové preambule 0, takže výsledná délka preambule je 47 symbolů (viz odkaz 372 na obr. 25B).

Τ<5ΓΓ Hr-i 7 obr

1T1 7¼ ζΊ /-V 1 1 identifikátoru 374 a řídicích slov časových úseků (TSCW Time Slot Control Word) 376 pro každý z časových úseků 1 až

96. TSCC 362 je zobrazen na obr. 26. TSCC multiplex 362 je s výhodou tvořen 223 symboly po 8 bitech. TDM identifikátor

374 a TSCW pro každý z 96 časových úseků mají s výhodou 16bitovou délku. TSCC multiplex 362 dále zahrnuje množinu 232 bitů zaokrouhlovací posloupnosti 378. Zaokrouhlovací posloupnosti 378 tvoří 0 pro liché bity a 1 pro sudé bity.

První přenášený bit je s výhodou nejvýznamnější bit (MSB) a je rovněž 1. Řídicí slovo časových úseků pro každý z 96

Časových úseků se skládá z polí, které shrnuje následující tabulka 4:

.. . . . . . - > * * * · · * · *«·· • *· · · · · ·» · » · ··· »»* *·· íjS^-3*&? *··*

Tabulka 4 - Řídicí slovo časových úseků (TSCW)
Skupina	Název pole	Délka (bít)	Obsah
Identifikátor vysílacího kanálu (BCID)	BCID typ	2	00: místní BCID 01: regionální BCID j 11: celosvětový BCID 10: rozšíření celosvětového BCID
	BCID číslo	9	000000000: rezervováno pro nepoužité kanály 111111111: rezervováno pro testovací kanály
	Návěst posledního primárního kanálu	1	0: není poslední primární kanál vysílacího kanálu 1: poslední primární kanál vysílacího kanálu
—	Identifikace formátu	2	00: WorldStar 1 jiné: RFU
	Posluchači vysílání	1	0: Veřejnost 1: Soukromé vysílání
	Rezervováno	1	RFU

Každý vysílací kanál je s výhodou identifikován jedinečným identifikátorem vysílacího kanálu (BCID Broadcast Channel Identificator), který se skládá z typu a čísla. BCID typ může být místní BCID, regionální BCID, celosvětový BCID a rozšíření k celosvětovému BCID. Celosvětový BCID ukazuje, že ono BCID pro konkrétní vysílací kanál je platné v libovolném časově multiplexovaném bitovém proudu ve všech geografických oblastech. Jinak řečeno, BCID jedinečným způsobem identifikuje konkrétní vysílací kanál rádiovým přijímačům 29, které se nachází v libovolné části světa a přijímají libovolnou časově multiplexovanou nosnou v libovolném příchozím paprsku. Jak bylo uvedeno výše, každý satelit 25 je s výhodou nakonfigurovaný, pro vysílání signálu po třech příchozích paprscích, z nichž každý má dvě různě polarizované TDM nosné. Regionální BCID je platné pouze pro • · * · $S-3áA··..· • ft • · · · *·· · · · • Β · • ftft ftft konkrétní geografickou oblast, takže stejné BCID se může použít pro jedinečnou identifikaci jiného vysílacího kanálu v jiné geografické oblasti. Regionální BCID je platné v libovolném příchozím paprsku v oné konkrétní oblasti.

Místní BCID je platné pouze pro konkrétní TDM nosnou v konkrétní oblasti. Tedy, stejné BCID se může použít pro identifikaci jiného vysílacího kanálu v jiném paprsku v rámci stejné geografické oblasti nebo v jiné oblasti.

V tabulce 5 je ukázán obsah TDM identifikátoru. TDM identifikátor 374 se skládá z identifikátoru oblasti a TDM čísla. Identifikátor oblasti jedinečně identifikuje oblast příjmu TDM bitového proudu. Například, oblastí může být geografická oblast pokrytá příchozím paprskem prvního satelitu, který obsluhuje většinu afrického kontinentu. Identifikátor oblasti může také jedinečně identifikovat oblasti obsluhované satelity pro Asii a karibskou oblast. TDM číslo v TDM identifikátoru 374 definuje konkrétní TDM bitový proud. Lichá TDM čísla jsou přednostně vyhrazena pro levotočivé polarizované (THCP) TDM a sudá TDM čísla pro pravotočivě polarizované (RHCP) TDM.

Tabulka 5 - TDM identifikátor
Název pole	Délka (bit)	Obsah
Identifikátor oblasti	4	0000: rezervováno 0001: AfriStar 0010: AsiaStar 0100: CaribStar jiné: RFU
TDM číslo	4	0000: rezervováno 0001: TDM 1 (LHCP) 0010: TDM 2 (RHCP) • · * 0110: TDM 6 (RHCP) jiné: RFU Pozn.: Lichá TDM čísla použita pro levotočivé polarizované (THCP) TDM a sudá TDM čísla pro pravotočivě polarizované (RHCP) TDM.

v V fc fc • · • « *

’ w · » » fc · · · * fc fcftft · · fc • ft · · ··· »· ·· • ·

Ís-337.

TSCC multiplex je s výhodou rovněž zakódován pomocí

Reed-Solomon (255/223) kódování po 8-bitových symbolech (viz blok 380 na obr. 23). Generační polynom kódu je s výhodou:

g(x) = Π(χ-α^η), j=112, ...143, kde α je kořen F(x) =x⁸+x⁷+x²+x+l.

Kódování se provádí na množině {1, α¹, a², a³, a⁴, a⁵, a⁶, a⁷}.

Každý symbol se interpretuje jako:

[u₇, u₆, u₅, U4, u₃, U2, Ui, uo], u₇ je nej významně j ší bit (MSB Most significant bit), kde Ui je koeficient a¹:

u₇*a⁷ + u6*a⁶ + u5*a⁵ + u₄*a⁴ + u3*a³ + u2*a² + uja¹ + uo

Kód je systematický, to znamená, že prvních 223 symbolů, které tvoří TSCC multiplex, jsou před kódováním informační symboly. První symbol v čase se přiřadí x²²² a poslední symbol x°. Posledních 32 symbolů jsou redundantní symboly po kódování. Prvnímu symbolu v čase se přiřadí x³¹ a poslednímu symbolu x°.

Mezi Viterbi kódováním 382 a RS kódováním 380 není, jak je ukázáno na obr. 23, krok prokládání. Před Viterbi kódováním 382 se k Reed-Solomon bloku 255 symbolů přidá zaokrouhlovací množina 72 bitů. 72-bitová zaokrouhlovací množina se skládá z lichých bitů hodnoty 0 a sudých bitů 1. První bit je MSB, tj. 1. Viterbi kódování s R=l/2 a k=7 má stejné charakteristiky jako v případě vysílací stanice 23. Viterbi kódování se synchronizuje na hlavní preambuli rámce tak, aby první bit následující za hlavní preambulí rámce byt prvním bitem z Viterbi kodéru, který je ovlivněn prvním bitem z RS kódovaných dat. V průběhu inicializace

Viterbi kodéru, která se odehraje před vstupem prvního bitu multiplexovaného bitového proudu následujícího po hlavní • to » · *·· · to ft to • * to • toto ··· • to •to to to •

• to » · • to preambuli rámce, se všechny registry Viterbi kodéru nastaví na nulu.

Jak je naznačeno blokem 366 na obr. 23, hlavní preambule rámce se vloží do sériového TDM symboíového proudu. Hlavní preambuli rámce tvoří jedinečné slovo, které je s výhodou tvořeno stejnou, časově synchronizovanou 96-bitovou posloupností v obou I a Q složkách QPSK modulovaného signálu. Náhodné šifrování dat v TDM nosné {blok 364) se může realizovat pomocí PRS generátoru 384 dle obr. 27. Generátor 384 vytváří pseudonáhodnou sekvenci, která se modulo 2 přičítá k sekvenci TDM posloupnosti se skládá ze vycházejících z generátoru

Symbol pseudonáhodné po sobě jdoucích bitů

Generačním polynomem rámce dvou 384 pseudonáhodné posloupnosti může být například x¹¹ + x^z + 1. Pseudonáhodná posloupnost se může inicializovat v každém rámci hodnotou 11111111111(Β), která se aplikuje na první bit I složky následující za hlavní preambulí rámce.

Transportní vrstva rádiového segmentu 254 je zobrazena na obr. 28a a 28b. Transportní vrstva rádiového segmentu přijme TDM hlavní preambuli rámce (blok 386) od fyzické vrstvy rádiového přijímače 29. Operace prováděné transportní vrstvou jsou v podstatě inverzní k operacím provedeným v kosmickém segmentu (obr. 23) a vysílacím segmentu (obr. 18) . Po odstranění náhodného šifrování (388) se data z řídicího kanálu časových úseků (390) použijí k identifikaci a výběru těch TDM časových úseků, které přísluší určitému vysílacímu kanálu, na který je rádiový přijímač naladěn.

Viterbi dekodér (blok 392) odstraní kódování provedené na palubě satelitu a popsané výše v souvislosti s blokem 382 na obr. 23. Dále, Reed-Solomon dekodér (394) dekóduje kódování provedené na palubě družice a popsané v souvislosti s blokem 380 na obr. 23. TDM časové úseky příslušné vybranému vysílacímu kanálu se poté, jak je naznačeno blokem 396, • * 0 0 · • * ♦ * t

0 0 0 • · ·

’US—3ft*7 “ demultiplexujί tak, aby se obnovily primární kanály. Demultiplexování je naznačeno bloky 294 a 296 na obr. 13 a podrobně popsáno v souvislosti s obr. 10. V blocích 398 a 400 na obr. 28b se primární kanály, jak je popsáno výše v souvislosti s obr. 11, pomocí záhlaví jednotlivých primárních kanálů vyrovnají. Po synchronizaci a demultiplexování {blok 402) se Viterbi dekodérem (blok 404) odstraní kódování provedené transportní vrstvou vysílacího segmentu a popsané výše v souvislosti s blokem 342 na obr.

18. Dále se odstraní prokládání (blok 406) a symboly se dekódují v Reed-Solomon dekodéru (blok 408), t j. zpracování vysílacího kanálu probíhá právě opačně než ve vnější transportní vrstvě 306 vysílacího segmentu. Tedy, přijatý časově multiplexovaný bitový proud se dekóduje pro nápravu chyb způsobených TDM přenosem, dekóduje pro obnovu vysílacího kanálu a poté dešifruje pro nápravu chyb vysílacího kanálu.

Ačkoliv byla pro ilustraci vynálezu zvolena určitá přednostní provedení, budou odborníkům jistě zřejmé mnohé změny a úpravy těchto provedení. Všechny tyto změny a úpravy by měly být posuzovány podle rozsahu vynálezu definovaného připojenými patentovými nároky.

Claims (20)

000 «· 65. Signál podle nároku 63, vyznačující se tím, že řídicí záhlaví služby a řídicí záhlaví druhé služby každé zahrnuje data, která pro vysílací kanál a druhý vysílací kanál udávají jedno z místního příjmu, regionálního příjmu a celosvětového PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob formátování signálu pro přenos vzdáleným přijímačům, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

2 0 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření řídicího záhlaví služby řídicími daty první složky služby pro dynamické řízení příjmu první složky služby ve vzdálených přijímačích.

25

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že služba zahrnuje druhou složku služby a způsob dále zahrnuje krok opatření řídicího záhlaví služby řídicími daty druhé složky služby_ pro dynamické řízení příjmu druhé složky služby ve vzdálených přijímačích.

tím. že alesDoň ·«· · * · · * · · • ··

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se jedna z řídicích dat první složky služby a řídicích dat druhé složky služby zahrnují alespoň jedno z množství polí, které zahrnuje pole délky složky služby, pole typu složky služby,

5 časových úseků, do časově multiplexovaného příchozího spoje byly nasměrovány vysílací kanály z alespoň jedné vysílací stanice, každý z vysílacích kanálů zahrnuje množství primárních kanálů, každý z primárních kanálů zahrnuje symboly, symboly odpovídají primárním kanálům, které byly

5 příjmu.

66. Signál podle nároku 63, vyznačující se tím, že se bitový proud druhého vysílacího kanálu vygeneruje tím, že se ke druhé službě přidá řídicí záhlaví druhé služby, druhá služba

5 záhlaví služby ke službě, služba zahrnuje alespoň jednu složku služby vybranou ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, řídicí záhlaví služby zahrnuje data řízení služby pro dynamické

5 řídicí záhlaví druhé služby, druhá služba zahrnuje alespoň jednu složku služby, která se vybere ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, řídicí záhlaví druhé služby dynamicky řídí příjem

5 vzdálených přijímačů.

51. Způsob podle nároku 50, vyznačující se tím, že opatřovací krok zahrnuje krok opatření ukazatele obsahu pomocného pole v řídicím záhlaví služby bity pro zobrazení na

5 nastavení PS návěsti na první hodnotu v případě, že rámec odpovídající jednomu z řídicího záhlaví služby a řídicího záhlaví druhé služby je složka primárního vysílacího kanálu; a nastavení PS návěsti na druhou hodnotu v případě, že 10 rámec odpovídající jednomu z řídicího záhlaví služby a řídicího záhlaví druhé služby je složka sekundárního vysílacího kanálu, vzdálené přijímače jsou činné použitím PS návěsti k identifikaci přijatého vysílacího kanálu jako jednoho z primárního vysílacího kanálu a sekundárního

5 identifikační kód je činný jednoznačnou identifikací odpovídajícího z primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu;

vložení identifikačního kódu, který odpovídá sekundárnímu vysílacímu kanálu, do pole pomocných dat

5 přijímaných v rámci místní oblastí, regionální oblasti a celosvětově, a opatřovací krok zahrnuje krok přidání alespoň dvou bitů k řídicímu záhlaví služby primárního vysílacího kanálu pro udání toho, který z množství různých typů identifikačních kódů odpovídá identifikačním kódům, typ kódu

5 zahrnuje kroky:

generování dalšího rámce bitového proudu vysílacího kanálu; a úprava řídicího záhlaví služby primárního vysílacího kanálu tak, aby zahrnovalo identifikační kód, který odpovídá

5 přijetí druhé služby, kterou tvoří alespoň jedna složka služby vybraná ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, druhá služba se ke vzdáleným přijímačům přenáší v sekundárním vysílacím

5 odpovídajících řídicích záhlaví služby, řídicí data šifrování zahrnují bity pro udání typu klíče potřebného ve vzdálených přijímačích pro dešifrování odpovídajícího z vysílacího kanálu a množství vysílacích kanálů, typ klíče se vybere ze skupiny klíčů, která se skládá ze statického klíče,

5 udává, že ve službě se nepřenáší žádná platná data, a binární hodnoty 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111 a 1000 udávají, že celková rychlost služby je 16 kilobitů za sekundu, 32 kilobitů za sekundu, 48 kilobitů za sekundu, 64 kilobitů za sekundu, 80 kilobitů za sekundu, 96 kilobitů za

5 kodérem jako svého podrámce.

21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že synchronizační krok zahrnuje krok vyrovnání prvního bitu první složky služby s prvním bitem záhlaví rámce generovaného

5 x 16 bitů, první složka služby a druhá složka služby jsou v každém z datových polí vzájemně proloženy.

5 poli v případě, že počet násobků L/S bitů za sekundu je liché číslo.

5 signálů, množství signálů zahrnuje MPEG (Motion Picture Expert Group) kódovaný zvuk, obecná dat bez konkrétního formátu, JPEG (Motion Picture Expert Group! kódovaná obrazová data, video a neplatná data.

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření pole délky složky služby n bity pro

20 udání bitové rychlosti odpovídající z první složky služby a druhé složky služby, bitová rychlost je násobkem κι bitů za sekundu, kde 1 < násobek < 2ⁿ, m bitů za sekundu je minimální bitová rychlost, n a κ jsou numerické hodnoty a obsah pole délky složky služby je binární číslo, jehož decimální hodnota

25 leží mezi 0 a 2ⁿ a odpovídá násobku.

5 pole šifrování, pole typu programu a pole jazyka, kde pole délky složky služby udává bitovou rychlost odpovídající z první složky služby a druhé složky služby, pole typu složky služby udává, který z množství signálů odpovídající z první složky služby a druhé složky služby obsahuje, pole šifrování

5 přijetí služby, kterou tvoří alespoň první složka služby vybraná ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů (paging), textu, zpráv a panografických symbolů; a generování rámce bitového proudu vysílacího kanálu tím,

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

přijetí rámce ve vzdálených přijímačích; a

30 demultiplexování odpovídající z první složky služby a druhé složky služby z rámce pomocí pole délky složky služby.

-7 O Pl 1 ΊΤΤ1 4” {Λ+:by a každém c množství řídicích záhlaví služby na 1, 2, 3, 4, ... N-l v případě, že odpovídající startovací návěst je nastavena na druhou hodnotu, čímž udává, kterému z N segmentů v multirámcovém signálu pole pomocných dat odpovídá.

« ft ft • · · ft ♦·· ft ft ft ftftft ftft ft ft * ft • ft « ft • ·

U3-3S7

63. Signál, který zahrnuje vysílací informaci v podobě nosné vlny, pro přenos vysílání ke vzdáleným přijímačům, vyznačující se tím, že zahrnuje rámec bitového proudu vysílacího kanálu, který se vygeneruje přidáním řídicího

7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že n = 4 a κ = 8000 bitů za sekundu.

fcs-3W«· ftftft ftftft ftft * ftft ft ft ftftft · · • ftft ··· ftft ϋ3-38Ί

8. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření pole typu složky služby jednou z množství hodnot, která odpovídá příslušnému z množství

9 · »*· 9« *

us-w

72. Signál, který zahrnuje vysílací informaci v podobě nosné vlny, pro přenos vysílání ke vzdáleným přijímačům, vyznačující se tím, že odpovídá jednomu z množství časově multiplexovaných příchozích spojů a zahrnuje množství

• 9 ; i · • *99 9

9« · se tím, že dále * · · • ··· • · ·»· ··

60. Způsob podle nároku 59, vyznačující zahrnuje krok nastavení SOLF v řídicím záhlaví druhé služby na N-(N-l) v případě, že startovací návěst v řídícím záhlaví druhé služby je nastavena na druhou hodnotu.

61. Způsob podle nároku 60, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok nastavení SOLF v řídicím záhlaví třetí služby na N-(N-2) v případě, že startovací návěst v řídicím záhlaví třetí služby je nastavena na druhou hodnotu, a rámec

9 9 ♦ 9 9 • · · · • · ·

9 · « <·· • ·

9 · * ·

9 9 9 ··

999 99 9· ·

US-387*

32. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že služba odpovídá primární službě přenášené ke vzdáleným přijímačům vysílaní v primárním vysílacím kanálu a služba dále zahrnuje kroky:

9 9 * 999 99 » ·

10 nasměrovány k časově multiplexovanému příchozímu spoji a namultiplexovány do jim odpovídajících časových úseků tak, aby se vygenerovaly sériové, časově multiplexované (TDM) rámce bitového proudu, TDM rámec bitového proudu zahrnuje řídicí slovo časových úseků pro řízení obnovy primárních

10 zahrnuje alespoň jednu složku služby vybranou ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, řídicí záhlaví druhé služby zahrnuje data řízení služby pro dynamické řízení příjmu druhé služby

10 řízení příjmu služby ve vzdálených přijímačích na vysílacím kanálu, řídicí záhlaví služby zahrnuje data řídicího záhlaví služby vybraná ze skupiny, která se skládá z preambule, která udává začátek rámce, indexu bitové rychlosti, který udává bitovou rychlost služby, řídicích dat šifrování, pole

10 zahrnující řídicí záhlaví třetí služby se přenáší až po rámci, který zahrnuje řídicí záhlaví druhé služby.

62. Způsob podle nároku 59, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

generování množství rámců, které zahrnují jednu z množství služeb, které zahrnuje službu, druhou službu, třetí službu a další služby, a příslušné z množství řídicích záhlaví služby, každé z množství řídicích záhlaví služby zahrnuje pole pomocných dat a startovací návěst pro udání případu, kdy řídicímu záhlaví služby odpovídající pole pomocných dat je segment v multirámcovém signálu; a nastavení SOLF v řídicím záhlaví služby na N-l v případě, že startovací návěst v řídícím záhlaví služby je nastavena na první hodnotu, N odpovídá celkovému počtu segmentů, které tvoří multirámcový signál;

nastavení SOLF v řídicím záhlaví druhé služby, řídicím

10 služby přidá řídicí záhlaví třetí služby, třetí služba zahrnuje alespoň jednu složku služby, která se vybere ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, řídicí záhlaví třetí služby dynamicky

10 odpovídající ze služby a druhé služby ve vzdálených přijímačích, každé z řídicího záhlaví služby a řídicího záhlaví druhé služby zahrnuje startovací návěst pro udání případu, kdy pole pomocných dat v každém z řídicího záhlaví služby a řídicího záhlaví druhé služby je jedním z množství

10 zobrazovacím zařízení, které je spojeno s alespoň jedním ze vzdálených přijímačů.

52. Způsob podle nároku 50, vyznačující se tím, že bity zahrnují standardní posloupnost návěští služby pro zobrazení

10 sekundárního vysílacího kanálu.

47. Způsob podle nároku 45, vyznačující se tím, že se přenáší třetí vysílací kanál, který se také vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu, a způsob dále zahrnuje kroky:

10 primárního vysílacího kanálu; a vložení identifikačního kódu, který odpovídá primárnímu vysílacímu kanálu, do pole pomocných dat sekundárního vysílacího kanálu.

10 se vybere ze skupiny, která se skládá z místního kódu, regionálního kódu a celosvětového kódu, místní kód slouží k jednoznačné identifikaci jednoho z množství vysílacích kanálů přenášených do geografické oblasti bodovým paprskem ze satelitního vysílače, regionální kód identifikuje jeden z

10 38. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření'· řídicího záhlaví služby primárního vysílacího kanálu alespoň jedním bitem pro udání toho, který z množství různých typů identifikačních kódů odpovídá geografickým identifikačním kódům, množství . různých typů

10 třetímu vysílacímu kanálu, pro udání toho, že třetí vysílací kanál se vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu namísto sekundárního vysílacího kanálu.

35. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že se

10 kanálu; a generování rámce bitového proudu druhého vysílacího kanálu tím, že se ke druhé službě přidá řídicí záhlaví druhé služby pro dynamické řízení příjmu druhé služby ve vzdálených přijímačích;

10 společného klíče a konkrétního klíče, statický klíč slouží pro zašifrování a vyslání služby ve vysílacím kanálu k těm vybraným ze vzdálených přijímačů, které jsou nakonfigurovány k provádění dešifrování pomocí statického klíče, společný klíč slouží ve všech ze vzdálených přijímačů pro dešifrování

10 sekundu, 112 kilobitů za sekundu a 128 kilobitů za sekundu.

28. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že řídicí data šifrování zahrnují data šifrovacího schématu pro udání toho, které z množství šifrovacích schémat se použilo pro

10 MPEG kodérem.

22. Signál, který zahrnuje vysílací informaci v podobě nosné vlny, pro přenos vysílání ke vzdáleným přijímačům, vyznačující se tím, že zahrnuje rámec bitového proudu

10 přijetí služby, kterou tvoří alespoň první složka služby vybraná ze skupiny, která se skládá z digitalizovaných zvukových signálů, analogových zvukových signálů a analogových signálů;

digitalizování první složky služby v případě, že je

10 vyznačující se tím, že zahrnuje rámec bitového proudu vysílacího kanálu, který se vygeneruje přidáním řídicího záhlaví služby ke službě, služba zahrnuje alespoň jednu složku služby vybranou ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích

10. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření pole typu programu jednou z množství hodnot, která odpovídá příslušnému z množství programů, množství programů zahrnuje hudbu, řeč, video, text,

20 cenzorovaný program, reklamu a program zaměřený na vybrané téma.

10 9. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření pole typu šifrování první hodnotou, respektive druhou hodnotou, v případě, že odpovídající z první složky služby a druhé složky služby je zašifrovaná, respektive není zašifrovaná.

10 udává, která z množství šifrovacích metod je použita pro zašifrování odpovídající z první složky služby a druhé složky služby, pole typu programu udává, který z množství programů se přenáší v odpovídající z první složky služby a druhé složky služby, a pole jazyka udává, ve kterém z množství

10 že se ke službě přidá řídicí záhlaví služby pro dynamické řízení příjmu služby ve vzdálených přijímačích, řídicí záhlaví služby zahrnuje data řízení služby;

kde služba má celkovou rychlost K bitů za sekundu, celková bitová rychlost odpovídá n násobku minimální bitové 15 rychlosti L bitů za sekundu, perioda rámce je M sekund, služba mánxLxM = nxP bitů na rámec, rámec zahrnuje η χ P bitů pro službu a η x Q bitů pro řídicí záhlaví služby, kde K, n, L, Μ, P a Q jsou numerické hodnoty.

11. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření pole jazyka jednou z množství hodnot,

25 která odpovídá příslušnému z množství jazyků.

12. Způsob podle nároku i, vyznačující se tím, že služba zahrnuje druhou složku služby a způsob dále zahrnuje kroky:

rozdělení alespoň části rámce do datových polí; a vzájemné proložení alespoň částí první složky služby a druhé složky služby v každém z datových polí.

*·· ·* · ···· • · * · · · ···· • ... · · · · · · · · · .:. ..· ·..· :us-?8.f..·

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že první složka služby a druhá složka služby mají bitové rychlosti, které jsou násobkem L/2 bitů za sekundu, prokládací krok zahrnuje krok přidání výplňových bitů ke každému datovému

14 9 9 9

US-38T

34. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že se přenáší třetí vysílací kanál, který se vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu a má identifikační kód pro jednoznačnou identifikaci třetího vysílacího kanálu, a způsob dále

14. Signál, který zahrnuje vysílací informaci v podobě nosné vlny, pro přenos vysílání ke vzdáleným přijímačům,

15 kanálů, které odpovídají vybranému z vysílacích kanálů, alespoň jedním ze vzdálených přijímačů, řídicí slovo časových úseků zahrnuje alespoň jedno pole vybrané ze skupiny, která se skládá z pole typu identifikátoru vysílacího kanálu pro udání příslušné z množství geografických oblastí příjmu pro

15 ve vzdálených přijímačích na druhém vysílacím kanálu, řídicí záhlaví služby a řídicí záhlaví druhé služby zahrnují startovací návěst, která udává, kdy pole pomocných dat v každém z řídicího záhlaví služby a řídicím záhlaví druhé služby je segment v multirámcovém signálu, a pole posunutí a

20 délky segmentu (SOLF - Segment Offset and Length Field), které udává, kolik segmentů tvoří multirámcový signál.

• * • · · • ♦ · · pro přenos ke vzdáleným že zahrnuje kroky:

od alespoň jedné vysílací kanálů zahrnuje množství množství primárních kanálů • · · • · · ♦ · »·· » » · · • · · · * ·· ·· ·

67. Způsob formátování dat přijímačům, vyznačující se tím, přijetí vysílacích kanálů stanice, každý z vysílacích 5 primárních kanálů, každý z zahrnuje množství symbolů;

směrování každého z množství primárních kanálů do alespoň jednoho z množství časově multiplexovaných příchozích spojů, každý z množství časově multiplexovaných příchozích 10 spojů zahrnuje množství časových úseků;

multiplexování symbolů, které odpovídají každému z primárních kanálů a směrují se ke stejnému z množství časově multiplexovaných příchozích spojů, do časových úseků ve stejných příchozích spojích tak, aby se vygenerovalo 15 odpovídající množství sériových, časově multiplexovaných, či TDM, rámců bitového proudu; a přidání řídicího slova časového úseku ke každému z TDM rámců bitového proudu pro řízení obnovy primárních kanálů, které odpovídají vybranému z vysílacích kanálů, alespoň 20 jedním ze vzdálených přijímačů, řídicí slovo časových úseků zahrnuje alespoň jedno pole vybrané ze skupiny, která se skládá z pole typu identifikátoru vysílacího kanálu, pole čísla identifikátoru vysílacího kanálu, návěsti posledního primárního kanálu, pole identifikátoru formátu a pole 25 posluchačů vysílání.

68. Způsob podle nároku 67, vyznačující se tím, že řídicí slovo časových úseků zahrnuje pole typu identifikátoru vysílacího kanálu a přidávací krok dále zahrnuje krok

30 opatření pole typu identifikátoru vysílacího kanálu alespoň jedním bitem pro udání toho, který z množství různých typů identifikačních kódů odpovídá vybranému z vysílacích kanálů, množství různých typů identifikačních kódů odpovídá příslušným z množství geografických oblastí.

• · · i .

··· · · ΐ :

to· ·· · • toto to • to · · « se tím, že přidávací dvou bitů k řídicímu *

*

...

69. Způsob podle nároku 68, vyznačující krok dále zahrnuje krok přidání alespoň slovu časových úseků pro udání toho, který z množství různých typů identifikačních kódů odpovídá identifikačnímu kódu 5 vybraného z vysílacích kanálů, typ kódu se vybere ze skupiny, která se skládá z místního kódu, regionálního kódu a celosvětového kódu, místní kód slouží k jednoznačné identifikací jednoho z množství vysílacích kanálů přenášených do geografické oblasti bodovým paprskem ze satelitního 10 vysílače, regionální kód identifikuje jeden z množství vysílacích kanálů přenášených do jedné z předem určené spojité geografické oblasti a předem určených nespojitých geografických oblastí, celosvětový kód slouží k odlišení druhého vysílacího kanálu od dalších z množství vysílacích 15 kanálů v celosvětovém měřítku.

70. Způsob podle nároku 67, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok přiřazení identifikačního kódu pro jednoznačné odlišení vybraného z vysílacích kanálů mezi množstvím

20 vysílacích kanálů přijatých v rámci vybrané z množství geografických oblastí.

71. Způsob podle nároku 70, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření řídicího slova časových úseků alespoň

25 jedním bitem, pro udání toho, který z množství různých typů identifikačních kódů odpovídá identifikačnímu kódu vybraného z vysílacích kanálů, množství různých typů identifikačních kódů odpovídá příslušným z množství geografických oblastí.

15 pomocných dat, ukazatele obsahu pomocného pole, který se vztahuje k obsahu pole pomocných dat, dat vztahujících se k multirámcům v poli pomocných dat v případě, že je pole pomocných dat multiplexováno, a dat udávajících počet složek služby, které tvoří rámec.

64. Signál podle nároku 63, vyznačující se tím, že se bitový proud druhého vysílacího kanálu vygeneruje tím, že se ke druhé službě přidá řídicí záhlaví druhé služby, druhá služba zahrnuje alespoň jednu složku služby vybranou ze skupiny,

25 která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, řídicí záhlaví druhé služby zahrnuje data řízení služby pro dynamické řízení příjmu druhé služby ve vzdálených přijímačích na druhém vysílacímkanálu, řídicí

30 záhlaví služby a řídicí záhlaví druhé služby zahrnují data, která identifikují, který z vysílacího kanálu a druhého vysílacího kanálu je primární vysílací kanál a sekundární vysílací kanál vztahující se k primárnímu’ vysílacímu kanálu.

’· · *

0 ·00 0 • ·

15 řídí příjem odpovídající ze služby, druhé služby a třetí služby ve vzdálených přijímačích, každé z řídicího záhlaví služby, řídicího záhlaví druhé služby a řídicího záhlaví třetí služby zahrnuje startovací návěst pro udání případu, kdy příslušnému záhlaví odpovídající pole pomocných dat je

20 segment v multirámcovém signálu; a opatření každého z řídicího záhlaví služby, řídicího záhlaví druhé služby a řídicího záhlaví třetí služby polem posunutí a délky segmentu (SOLF - Segment Offset and Length Field), SOLF zahrnuje bity, které se vztahují k tomu, kolik

25 segmentů tvoří multirámcový signál.

59. Způsob podle nároku 58, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok nastavení SOLF v řídicím záhlaví služby na N-l v případě, že startovací návěst v řídicím záhlaví služby je

30 nastavena na první hodnotu, N odpovídá celkovému počtu segmentů, které tvoří multirámcový signál.

15 segmentů v multirámcovém signálu;

nastavení startovací návěsti v řídicím záhlaví služby na první hodnotu v případě, že pole pomocných dat v řídicím záhlaví služby je jedním z prvního segmentu v multirámcovém signálu a nezávislého segmentu, pokud neexistuje multirámcový

20 signál; a nastavení startovací návěsti v řídicím záhlaví druhé služby na druhou hodnotu v případě, že pole pomocných dat v řídicím záhlaví služby je prvním segmentem v multirámcovém signálu a pole pomocných dat v řídicím záhlaví druhé služby

25 je dalším ze segmentů v multirámcovém signálu, kde rámec, který odpovídá službě, nemusí sousedit s rámcem, který odpovídá druhé službě.

56. Způsob podle nároku 55, vyznačující se tím, že dále

30 zahrnuje krok opatření každého z řídicího záhlaví služby a řídicího záhlaví druhé služby polem posunutí a délky segmentu (SOLF - Segment Offset and Length Field), SOLF zahrnuje bity, které se vztahují k tomu, kolik segmentů tvoří multirámcový signál.

že dále • * * * Í *>·*

•....... UŠ-3^

57. Způsob podle nároku 56, vyznačující se tím, že krok opatření SOLF zahrnuje krok nastavení SOLF na N-l v případě, že startovací návěst je nastavena na první hodnotu, kde N je celkový počet segmentů, které tvoří multirámcový signál.

58. Způsob podle nároku 55, vyznačující se tím, ze dále zahrnuje kroky:

generování rámce bitového proudu třetího vysílacího kanálu tím, že se k jedné ze služby, druhé služby a třetí

15 na zobrazovacím zařízení.

53. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření pole pomocných dat daty, která se vztahují ke službě, pro příjem ve vzdálených přijímačích.

25 dat

54. Způsob podle nároku 53, vyznačující se tím, že opatřovací krok zahrnuje krok opatření ukazatele obsahu pomocného pole v řídicím záhlaví služby bity pro udání způsobu šifrování, který byl použit na obsahu pole pomocných • · · ♦ * • · * ·

UŠ-38*^ c ··· · · · · * · · · · ·· »· ·· ·

55. Způsob podle nároku 54, vyznačující se tím, zahrnuje kroky:

generování rámce bitového proudu druhého vysílacího kanálu tím, že se k jedné ze služby a druhé služby přidá

15 generování dalšího rámce bitového proudu druhého vysílacího kanálu na sekundárním vysílacím kanálu; a úprava řídicího záhlaví služby sekundárního vysílacího kanálu tak, aby zahrnovalo identifikační kód, který odpovídá třetímu vysílacímu kanálu, pro udání toho, že třetí vysílací

20 kanál se také vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu.

48. Způsob podle nároku 47, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok opatření řídicího záhlaví služby třetího vysílacího kanálu identifikačním kódem, který odpovídá

25 primárnímu vysílacímu kanálu.

49. Způsob podle nároku 48, vyznačující se tím, že opatřovací krok dále zahrnuje kroky:

opatření řídicího záhlaví služby primárního vysílacího

30 kanálu bitem pro udání toho, že primární vysílací kanál je primární vysílací kanál a že se k němu vztahují další vysílací kanály; a opatření každého řídicího záhlaví s_lužby, které odpovídá sekundárnímu vysílacímu kanálu a třetímu vysílacímu kanálu,

35 bitem pro udání vztahu s primárním vysílacím kanálem.

• to • ·· ··· «to tototo • toto to · • to *to · to ·· to

50. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že zahrnuje krok opatření řídicího záhlaví služby bity pro zobrazení na zobrazovacím zařízení, které je spojeno s alespoň jedním ze

15 vysílacího kanálu.

45. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

přiřazení identifikačního kódu každému z primárního 20 vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu, každý identifikační kód je činný jednoznačnou identifikací odpovídajícího z primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu;

opatření pole pomocných dat, které odpovídá primárnímu 25 vysílacímu kanálu, ukazatelem přidružené služby (ASP

Associated Service Pointer), který odpovídá identifikačnímu kódu sekundárního vysílacího kanálu.

• ·» · • · · · ·

46. Způsob podle nároku 4 5, vyznačující se tím, že se přenáší třetí vysílací kanál, který se vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu, a způsob dále zahrnuje kroky:

generování dalšího rámce bitového proudu vysílacího 5 kanálu primárního vysílacího kanálu; a úprava řídicího záhlaví služby primárního vysílacího kanálu tak, aby zahrnovalo identifikační kód, který odpovídá třetímu vysílacímu kanálu, pro udání toho, že třetí vysílací kanál se vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu namísto

15 42. Způsob podle nároku 40, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vložení identifikačních dat vysílacího kanálu, které identifikují sekundární vysílací kanál, do pole pomocných dat.

20 43. Způsob podle nároku 42, vyznačující se tím, že identifikační data vysílacího kanálu zahrnují identifikační kód pro jednoznačnou identifikaci sekundárního vysílacího kanálu a vkládací krok dále zahrnuje krok vybrání identifikačního kódu pro jednoznačné odlišení sekundárního

25 vysílacího kanálu mezi množstvím vysílacích kanálů přijatých v rámci vybrané z množství geografických oblastí.

a » t • · · · ·* ·· ř* ft · • · · « · ·

US-387

44. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že pole pomocných dat v každém z řídicího záhlaví služby a řídicího záhlaví druhé služby zahrnuje primární/sekundární (PS) návěst a způsob dále zahrnuje kroky:

15 množství vysílacích kanálů přenášených do jedné z předem určené spojité geografické oblasti a předem určených nespojitých geografických oblastí, celosvětový kód slouží k odlišení druhého vysílacího kanálu od dalších z množství vysílacích kanálů v celosvětovém měřítku.

40. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že opatřovací krok zahrnuje krok opatření ukazatele obsahu pomocného pole v řídicím záhlaví služby bity pro udání toho, že primární vysílací kanál se vztahuje k sekundárnímu

25 vysílacímu kanálu, vzdáleným přijímačům.

φ φ φ « • φ φ φ φ JL·· φ

US*687· φ

φ φ φ · • · φ * φφφ φ φ ··· ··

41. Způsob podle nároku 40, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

přiřazení identifikačního kódu každému z primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu, každý

15 identifikačních kódů odpovídá příslušným z množství geografických oblastí.

<· i

--Λ1 • · · ft ft* ··

US-387

39. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok přiřazení identifikačních kódů pro jednoznačné rozlišení primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu navzájem a mezi množstvím vysílacích kanálů

15 přenáší třetí vysílací kanál, který se také vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu a má identifikační kód pro jednoznačnou identifikaci třetího vysílacího kanálu, a způsob dále zahrnuje kroky:

generování dalšího rámce bitového proudu vysílacího

20 kanálu; a úprava řídicího záhlaví služby sekundárního vysílacího kanálu tak, aby zahrnovalo identifikační kód, který odpovídá třetímu vysílacímu kanálu, pro udání toho, žetřetí vysílací kanál se také vztahuje k primárnímu vysílacímu kanálu.

36. Způsob podle nároku 35, vyznačující se tím, že opatřovací krok zahrnuje kroky:

opatření řídicího záhlaví služby primárního vysílacího kanálu bitem pro udání toho, že primární vysílací kanál je

30 primární vysílací kanál, ke kterému se vztahují další vysílací kanály; a opatření řídicích záhlaví služby, která odpovídají každému ze sekundárního vysílacího kanálu a třetího vysílacího kanálu, bitem pro udání vztahu s primárním

35 vysílacím kanálem.

* « tím, že dále *

·»♦ · • · ·«« «· uá~3*8*T·*

37. Způsob podle nároku 32, vyznačující se zahrnuje krok přiřazení geografických identifikačních kódů primárnímu vysílacímu kanálu a sekundárnímu vysílacímu kanálu 5 pro jednoznačné odlišení primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu navzájem a mezi množstvím vysílacích kanálů přijímaných v rámci vybrané z množství geografických oblastí.

15 opatření řídicího záhlaví služby, které odpovídá primárnímu vysílacímu kanálu, bity pro udání toho, že primární vysílací kanál se vztahuje k sekundárnímu vysílacímu kanálu, vzdáleným přijímačům.

kanálu identifikačním vysílacímu kanálu.

záhlaví služby primárního vysílacího kódem, který odpovídá druhému

33. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

přiřazení identifikačního kódu každému z primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacímu kanálu, každý z identifikačních kódů je činný jednoznačnou identifikací odpovídajícího z primárního vysílacího kanálu a sekundárního vysílacího kanálu; a « «

15 každého z množství vysílacích kanálů, které byly zašifrovány pomocí shodného šifrovacího schématu, konkrétní klíč slouží ve všech ze vzdálených přijímačů pro dešifrování vysílacího kanálu v případě, že byl zašifrován pomocí vybraného šifrovacího schématu.

30. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vyslání pomocných dat, která se vztahují ke službě, v poli pomocných dat řídicího záhlaví služby, ukazatel obsahu pomocného pole zahrnuje bity pro udání toho,

25 že pomocná data jsou zašifrována, a klíč použitý pro zašifrování pomocných dat.

31. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok přenesení RDS (Rádio Data System) PI kódu pro

30 frekvenčně modulované vysílání v poli pomocných dat v řídicím záhlaví služby, ukazatel obsahu pomocného pole zahrnuje bity pro udání toho, že pole pomocných dat zahrnuje RDS PI kód.

• 9

15 zašifrování služby, vzdálené přijímače jsou činné použitím dat šifrovacího schématu k dešifrování služby.

Φ φ φ φ * φ φ ΦΦΦ φ φ φ φ φ · φφφ ΦΦ φ· φ φ » · ·

I φ · · • US-38?·

29. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok zašifrování jednoho z vysílacích kanálů, který se skládá ze služby a řídicího záhlaví služby, a množství vysílacích kanálů, které se skládají z různých služeb a

15 vysílacího kanálu, který se vygeneruje přidáním řídicího záhlaví služby ke službě, služba zahrnuje alespoň jednu složku služby vybranou ze skupiny, která se skládá z digitalizovaných zvukových signálů, analogových zvukových signálů a analogových signálů, složka služby se zdigitalizuje

20 v případě, že je analogová, a zkomprimuje pomocí zdrojového kódování vybraného ze skupiny kódovacích schémat, která se skládá z Motíon Pictures Expert Group (MPEG) 1, MPEG 2, MPEG 2.5 a MPEG 2.5, vrstva 3, řídicí záhlaví služby zahrnuje řídicí data služby pro dynamické řízení příjmu služby ve

25 vzdálených přijímačích, zdrojové kódování má rámcové operace, které jsou synchronizované s řídicím záhlavím služby, rámec bitového proudu vysílacího kanálu je činný přenášením MPEG rámce generovaného zdrojovým kódováním jako svého podrámce.

tím, že dále MPEG kodéru s • » «· · ·« • ·

US*-38T

23. Způsob formátování signálu pro přenos vysílání ke vzdáleným přijímačům, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

přijetí služby, kterou tvoří alespoň první složka služby vybraná ze skupiny, která se skládá ze zvuku, dat, statických obrázků, dynamických obrázků, vyhledávacích signálů, textu, zpráv a panografických symbolů; a generování rámce bitového proudu vysílacího kanálu tím, že se ke službě přidá řídicí záhlaví služby pro dynamické řízení příjmu služby ve vzdálených přijímačích, řídicí záhlaví služby zahrnuje data řídicího záhlaví služby vybraná ze skupiny, která se skládá z preambule, která udává začátek rámce, indexu bitové rychlosti, který udává bitovou rychlost služby, řídicích dat šifrování, pole pomocných dat, ukazatele obsahu pomocného pole, který se vztahuje k obsahu pole pomocných dat, dat vztahujících se k multirámcům v poli pomocných dat v případě, že je pole pomocných dat multiplexováno, a dat udávajících počet složek služby, které tvoří rámec.

24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že preambule je buď binárním číslem nebo hexadecimálním číslem vybraným pro účinnou autokorelaci tak, aby se usnadnila synchronizace rámce poté, co se rámec přijme.

25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že.preambule zahrnuje 20 bitů a odpovídá hexadecimálnímu číslu 0474B.

26. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že generační krok zahrnuje krok rozdělení celkové rychlosti služby do počtu n násobků minimální bitové rychlosti L bitů za sekundu, kde n a L jsou numerické hodnoty, index bitové rychlosti zahrnuje buď binární číslo nebo hexadecimální číslo, které představuje počet n.

* · · « « » · · ·

USS387..’

27. 2působ podle nároku 23, vyznačující se tím, že L je 16000 a celková rychlost služby je n násobkem 16 kilobitů za sekundu, kde n je celé číslo 1 < n < 8, index bitové rychlosti zahrnuje čtyři bity, jejichž hodnota 0000 binární

15 první složka služby analogová;

komprimování první složky služby pomocí zdrojového kódování vybraného ze skupiny kódovacích schémat, která se skládá z Motion Pictures Expert Group (MPEG) 1, MPEG 2, MPEG 2.5 a MPEG 2.5, vrstva 3.

15 signálů, textu, zpráv a panografických symbolů, řídicí záhlaví služby zahrnuje data řízení služby pro dynamické řízení příjmu služby ve vzdálených přijímačích, služba má celkovou rychlost K bitů za sekundu, celková bitová rychlost odpovídá n násobku minimální bitové rychlosti L bitů za

20 sekundu, perioda rámce je M sekund, služba mánxLxM=nx P bitů na rámec, rámec zahrnuje η χ P bitů pro službu a η x Q bitů pro řídicí záhlaví služby, kde K, n, L, Μ, P a Q jsou numerické hodnoty.

25 15. Signál podle nároku 14, vyznačující se tím, že celková bitová rychlost K pro službu je mezi 16 kilobity za sekundu a 128 kilobity za sekundu, minimální bitová rychlost L pro

- službu je 16 kilobitů za sekundu, n- je celé číslo 1 < n < 8, perioda rámce M je 432 milisekund, P je 6912 a Q je 224,

30 rámec zahrnuje η x 6912 bitů pro službu a η x 224 bitů pro řídicí záhlaví služby a η x 7136 bitů celkem.

··» · * · · · · ·

Φ ·*· « · · · *· · ft · • · · · · · · ·

•......US-387 ··

15 jazyků se odpovídající z první složky služby a druhé složky služby generuje.

16. Signál podle nároku 15, vyznačující se tím, že služba zahrnuje první složku služby a druhou složku služby, alespoň část rámce je rozdělena do 432 datových polí, jejichž doba trvání je přibližně 1 milisekunda, každé z datových polí má n

17. Způsob formátování signálu pro přenos vysílání ke vzdáleným přijímačům, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že komprimovací krok zahrnuje krok vzorkování první složky služby při vzorkovací frekvenci, která je synchronní s bitovou rychlostí první složky služby.

19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok generování rámce bitového proudu vysílacího kanálu tím, že se ke službě přidá řídicí záhlaví služby -pro dynamické řízení příjmu služby ve vzdálených přijímačích,

30 řídicí záhlaví služby zahrnuje řídicí data služby pro dynamické řízení příjmu první složky služby ve vzdálených přijímačích.

* · · • · · • · ** *US-38*7

20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se zahrnuje krok synchronizování rámcových operací řídicím záhlavím služby, rámec bitového proudu vysílacího kanálu je činný přenášením MPEG rámce generovaného MPEG

20 vysílací kanály, pole čísla identifikátoru vysílacího kanálu, návěsti posledního primárního kanálu, pole identifikátoru formátu a pole posluchačů vysílání.